离岸型半封闭圆形港湾振荡解析
2021-01-13段金辉程建生杨久林楚玉川
船舶与海洋工程 2020年6期
段金辉,程建生,杨久林,楚玉川
(陆军工程大学 野战工程学院,江苏 南京 210007)
0 引 言
近年来,为促进油气开采业、渔业和旅游的发展,保障国防安全,研究人员提出了一系列岛礁开发的方案,其中依托岛礁建港是岛礁开发的主要方案。与在大陆沿岸建港相比,岛礁四面环海,地质地貌具有特殊性,气象水文条件较为复杂,海区内会遭受季风和潮汐的周期性影响、热带气旋的大气过程[1]和地震海啸的潜在威胁[2],同时风波、涌浪在近岛礁区域的能量会向低频迁移形成次重力波[3],当这些外界动力因素作用于岛礁港内水体并与其自振周期一致时,会使港湾内部的水体产生水平方向和垂直方向的周期性振荡,引发水波共振现象,使得港内的泊稳条件恶化。因此,深入研究岛礁港湾的振荡机制和特征,指导岛礁港口的选址和规划设计,改善港湾内的泊稳条件,是岛礁开发过程中需开展的一个重要研究课题[4]。
LAMB[5]给出了圆形封闭港湾共振问题超越方程形式的理论解;LEE[6]在直岸线形式的圆形港湾中引入小口门假定,对10°和60°开口的圆形港湾进行了理论分析,但没有对离岸型圆形港湾口门外侧边界不同是否会引起港湾内部振动规律发生变化进行分析;中村孝幸等[7]对一个独立的圆型港湾进行了试验和数值研究,与CHU等[8]和CHENG等[9]提出的圆弧结构水波绕射理论模型有一定的相似性,给出了一个圆弧形结构的水波绕射的解析解,研究了圆弧结构的水波绕射现象。……
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