明基床上開孔沉箱波浪反射的研究.pdf

1、近年來隨著港口建設(shè)向深水區(qū)發(fā)展，開孔沉箱作為新型港口形式和海岸防護結(jié)構(gòu)物以其顯著減小波能量、降低波浪對開孔沉箱作用并且工程造價相對較低等優(yōu)點在建設(shè)工程上普及采用。開孔沉箱結(jié)構(gòu)問世以來，國內(nèi)外眾多學(xué)者通過物模試驗和數(shù)值模擬對波浪與開孔結(jié)構(gòu)作用的反射系數(shù)進行了研究，前人研究成果或是從理論分析方面研究開孔沉箱反射系數(shù)，或是忽略明基床的滲流特性，均未考慮基床高度對開孔沉箱反射系數(shù)的影響，這與開孔沉箱通常修建在可滲水明基床上的實際工程存在應(yīng)用差距

2、，而目前明基床開孔沉箱消浪效果方面的試驗研究成果尚鮮見報導(dǎo)。
　　本文籍助二維波浪水槽物模試驗，系統(tǒng)研究可滲水明基床上開孔沉箱在規(guī)則波和不規(guī)則波作用下波浪反射系數(shù)與其主要影響因素的相關(guān)關(guān)系。物模試驗在大連理工大學(xué)海洋工程研究所海洋環(huán)境水槽內(nèi)進行，試驗采用工程范圍內(nèi)常用波要素作為本次試驗波要素，波浪包括規(guī)則波和不規(guī)則波，其中不規(guī)則波采用改進的JONSWAP譜。在前人考慮消浪室相對寬度、相對水深、波陡、開孔率對反射系數(shù)的影響基礎(chǔ)上，針

3、對明基床開孔沉箱的工程應(yīng)用，引入相對基床高度新的影響因素，試驗工況設(shè)計不同的基床高度、消浪室寬度、開孔率、入射波高，通過控制單一變量分析各影響因素與反射系數(shù)的相關(guān)關(guān)系，進行了可滲水明基床上開孔沉箱和實體沉箱結(jié)構(gòu)波浪反射的物模試驗。
　　采用多元回歸給出明基床上開孔沉箱波浪反射系數(shù)的計算公式，研究表明相對消浪室寬度和相對基床高度與開孔沉箱反射系數(shù)呈非線性關(guān)系，且對開孔沉箱結(jié)構(gòu)消浪效果影響較大。根據(jù)多元函數(shù)極值定理求解各影響因素的極值

4、并和物模試驗值對比驗證，吻合良好。物模試驗研究對明基床開孔沉箱的消浪機理進行了有益的探索，將本文明基床開孔沉箱結(jié)構(gòu)的試驗成果和其他學(xué)者同工況下的暗基床試驗成果對比驗證，表明本文明基床開孔沉箱反射系數(shù)研究成果對于暗基床條件同樣適用，研究成果為工程設(shè)計及應(yīng)用提供了一種簡捷可靠的計算方法。
　　最后本文利用基于CLEAR-VOF方法的數(shù)值水槽計算不可滲明基床上開孔沉箱的反射系數(shù)，并和相同工況下的物模試驗值對比，以便探討基床高度以及可滲基