表演水池浪壓力計(jì)算與試驗(yàn).pdf

1、當(dāng)代海洋館里的表演水池所安裝的透明亞克力玻璃板，主要是方便游客觀賞海洋動(dòng)物水中及躍起的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。亞克力板一般屬空間弧形懸臂結(jié)構(gòu)，盡管擋水高度不大，但跨度很大，在池內(nèi)水壓力作用下會(huì)產(chǎn)生較大的變形。目前，主要通過(guò)增加懸臂式腹臂提高其抵抗向外變形的剛度，但增加的腹臂會(huì)遮擋游客的視線，影響觀賞效果。因此，能否在不增加腹臂的條件下，將亞克力玻璃板的變形控制在安全范圍以內(nèi)值得研究。亞克力玻璃板帶有一定的脆性，其變形是我們首要關(guān)注的，屬于變形控制，而

2、要研究其變形首先要研究作用在直立亞克力玻璃壁上的浪壓力分布，所以研究重點(diǎn)為波浪要素的計(jì)算和作用在直立板上的波浪動(dòng)水壓力。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴從波浪理論的角度出發(fā)，運(yùn)用斯托克斯波的二階近似解和直墻前立波的五階近似解中波高與波長(zhǎng)的關(guān)系，并結(jié)合波浪理論要素之間的基本關(guān)系求解了動(dòng)物表演涌浪情況下涌浪三要素的近似解。找出了一個(gè)區(qū)別于風(fēng)浪要素，專門計(jì)算重物落水后激起的涌浪要素的計(jì)算方法。⑵運(yùn)用使用范圍較廣的《海港水文規(guī)范》和《水工建筑

3、物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算了海洋動(dòng)物表演涌浪產(chǎn)生的波浪動(dòng)水壓力。⑶為進(jìn)一步研究動(dòng)水壓力對(duì)亞克力玻璃板變形的影響，對(duì)表演水池進(jìn)行了1：15的模型試驗(yàn)。測(cè)得了波浪三要素、動(dòng)水壓力及亞克力板變形，由相似關(guān)系預(yù)測(cè)了原型的各量。分析浪壓力的豎向分布形式及大小，與規(guī)范公式比較，驗(yàn)證了表演水池魚(yú)躍引起動(dòng)水壓力計(jì)算方法的可行性。⑷采用實(shí)測(cè)動(dòng)水壓力對(duì)魚(yú)躍過(guò)程中亞克力板的受力變形進(jìn)行了有限元計(jì)算模擬，與模型試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。模型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算表明：魚(yú)躍動(dòng)水壓力使