浮箱-水平板式浮防波堤水動力特性研究.pdf

1、港口建設已逐步進入到深水浪大、環(huán)境條件惡劣的海域。傳統(tǒng)的坐底式防波堤結構已不能滿足深水港口建設的要求。為此，研究消波效果好、造價低廉、適應軟土地基，滿足港內水質環(huán)境要求的防波堤結構型式，具有重要的意義。
　　 基于此，本文提出了垂直導樁錨泊浮箱.水平板式浮防波堤和錨鏈錨泊浮箱.水平板式浮防波堤兩種結構型式，并對這兩種新型浮式防波堤的水動力特性進行了物理模型試驗和數值模型計算研究。另外對浮箱式浮防波堤的水動力特性也開展了物理模型試

2、驗和數值模型計算研究工作。
　　 首先，對浮箱式浮防波堤開展了物理模型試驗，研究了規(guī)則波作用下浮箱式浮防波堤的透射系數、運動響應和錨鏈受力特性。探討了相對寬度、波高、錨鏈相對拖地系數、錨鏈剛度、導鏈孔處傾角以及浮箱相對吃水對浮箱式浮防波堤水動力特性的影響。另外對浮箱式浮防波堤的透射系數與錨鏈受力的相關性進行了研究。試驗結果表明，改變相對寬度、錨鏈剛度和導鏈孔處傾角對透射系數、運動響應和錨鏈受力影響均較大。
　　 其次，對

3、垂直導樁錨泊浮箱·水平板式浮防波堤開展了物理模型試驗和數值模型計算研究。通過物理模型試驗研究了規(guī)則波作用下垂直導樁錨泊浮箱.水平板式浮防波堤的透射系數和垂蕩運動響應。探討了相對寬度、波高、水平板寬、水平板層數，水平板與浮箱間距以及浮箱相對吃水對消波系數(包括透射系數、反射系數、波能衰減系數)和垂蕩運動響應的影響。并對消波系數與垂蕩運動的相關性進行了分析。試驗結果表明，垂直導樁錨泊浮箱，水平板式浮防波堤在相對寬度為0.2時，可使透射系數低

4、于0.5；即使在長周期波浪(在試驗范圍內，周期為1.28s～1.55s的波浪)作用時，透射系數也可降至0.8左右。根據本文的試驗成果，浮箱下部設置一層板型式的垂直導樁錨泊浮箱。水平板式浮防波堤的消波效果較為理想?；诰€性時域理論，建立波浪對浮箱.水平板式浮防波堤作用的時域內的積分方程，應用邊界元方法求解，再應用牛頓第二定律建立浮箱-水平板式浮防波堤的時域運動方程，采用四階Runge-Kutta方法求解，由此建立起浮箱-水平板式浮防波堤的

5、數值模型。根據該數值模型對垂直導樁錨泊浮箱-水平板式浮防波堤的消波系數和垂蕩運動響應進行了計算并與試驗結果進行對比。另外應用數值模型計算了垂直導樁錨泊浮箱.水平板式浮防波堤的導樁所受水平力。
　　 最后，對錨鏈錨泊浮箱.水平板式浮防波堤開展了物理模型試驗研究和數值模型計算研究。通過物理模型試驗探討了規(guī)則波作用下，水平板層數不同、浮箱吃水不同對透射系數的影響。錨鏈錨泊浮箱-水平板式浮防波堤的浮體部分的數值模型的建立方法與垂直導樁錨