单铁兵，杨建民，李 欣，肖龙飞

（1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240；2.中国船舶及海洋工程设计研究院，上海200011）

波浪入射角度对立柱周围波面扰动特性的影响研究

单铁兵1，2，杨建民1，李 欣1，肖龙飞1

（1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240；2.中国船舶及海洋工程设计研究院，上海200011）

基于N-S方程和连续性方程建立了三维数值波浪水池，并在该水池内对固定直立柱在不同浪向下的波浪爬升和绕射问题进行了数值模拟。为了验证数值计算的准确性，对立柱近壁面处的波浪爬升效应展开了模型试验研究，计算值与试验值吻合较好，证明了该方法的可行性。研究了入射角度的变化对立柱周围波浪爬升幅度和非线性特征的影响,同时从垂直浪向的投影面积和相对浪向的投影面形状这两个因素出发，探讨了不同浪向角下立柱周围的波浪叠加、波面放大率以及二次波峰效应，并对自由面漩涡生成特性进行了较为深入的机理性研究，可为今后进一步研究不同的入射角度下，复杂的海洋结构物周围的波浪非线性效应提供有价值的参考。

数值波浪水池；波浪爬升；边波；入射角度；二次波峰；漩涡脱落

0 引 言

波浪爬升现象最初由港口和海岸工程的学者Galvin和Hallermeier[1]提出，其频繁出现于桥墩、堤坝、桩柱等周围。随着立柱式平台的出现，海洋工程领域的学者发现，在平台柱体的周围也有类似的强非线性现象出现，并由Niedzwecki和Duggal[2]最早展开研究。在恶劣的海洋环境下，波浪爬升较为明显，甚至可能上升至平台下甲板并引起类似于“压力脉冲”的水体载荷，这种现象时常与波浪砰击相联系，巨大的冲击压力有可能对平台的结构形成威胁。……