三种组合浮囊型浮式防波堤的消浪特性对比研究
2021-11-07李娇娇冀坷帆张金凤王玉红
港工技术 2021年5期
李娇娇,冀坷帆,张金凤,王玉红,马 瑞
(1.中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300220;2.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072)
引言
浮式防波堤可分为箱板式和板阻式两种结构方案[1],板阻式结构是在箱板式结构的下部增加阻尼结构。根据消浪机理及弹性性能,浮筒式结构属于反射型的刚性浮式防波堤[2],但当多个浮筒进行组合后,可以形成柔性的多浮筒式浮式防波堤结构[3-6]。在浮筒结构的基础上,增加柔性网笼形成板阻式结构后,消浪效果优于传统箱板式浮式防波堤[7]。
近年来,数学模型分析得到了越来越普遍的应用,缩短了研究周期,成为了有效的分析手段[8]。浮式防波堤的研究内容主要包括结构锚链力和运动特性[9]、透射系数的影响因素,包括相对宽度、相对吃水、相对波高等参数[10-11]、波高、波陡[12]、堤宽、刚性[13]等。
本文针对中等水深的长周期波提出了多种组合浮囊型浮式防波堤(图1),其中,前两种组合型式为箱板式,第三种组合型式是在第一种的基础上改变而成的板阻式浮式防波堤,拟通过对比不同组合下的浮囊式浮式防波堤结构透射系数,得到较优的组合型式。

图1 组合浮囊型浮式防波堤断面图
1 数学模型的建立
1.1 模型设置
数值模型入射波浪条件为:波高2.5 m、水深15 m、周期12 s。数值波浪水槽长850 m,宽0.1 m,高28 m,建立二维模型进行波浪-防波堤相互作用数值模拟。模型中水槽网格划分共分为三部分(图2),第一部分为造波区,该区域长度取160 m,约1 倍波长,第二部分为浮式防波堤结构区,该区域长度取80 m,第三部分为波浪消减区,为防止水槽出口的边界对内部波浪的影响,该区域长度取610 m,约5 倍波长。……
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