表演水池浪壓力計算與試驗.pdf

1、當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物水中及躍起的運動姿態(tài)。亞克力板一般屬空間弧形懸臂結構，盡管擋水高度不大，但跨度很大，在池內水壓力作用下會產生較大的變形。目前，主要通過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，所以研究重點為波浪要素的計算和作用在直立板上的波浪動水壓力。
　　本研究主要內容包括：⑴從波浪理論的角度出發(fā)，運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的關系，并結合波浪理論要素之間的基本關系求解了動物表演涌浪情況下涌浪三要素的近似解。找出了一個區(qū)別于風浪要素，專門計算重物落水后激起的涌浪要素的計算方法。⑵運用使用范圍較廣的《海港水文規(guī)范》和《水工建筑

3、物荷載設計規(guī)范》計算了海洋動物表演涌浪產生的波浪動水壓力。⑶為進一步研究動水壓力對亞克力玻璃板變形的影響，對表演水池進行了1：15的模型試驗。測得了波浪三要素、動水壓力及亞克力板變形，由相似關系預測了原型的各量。分析浪壓力的豎向分布形式及大小，與規(guī)范公式比較，驗證了表演水池魚躍引起動水壓力計算方法的可行性。⑷采用實測動水壓力對魚躍過程中亞克力板的受力變形進行了有限元計算模擬，與模型試驗結果基本吻合。模型試驗和數(shù)值計算表明：魚躍動水壓力使