港池對不同初始擾動響應的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著港口工程的日益發(fā)展，其地位在國民經(jīng)濟發(fā)展中越來越重要。但是復雜的海洋環(huán)境，對港口的安全提出了更高的要求。由于受到外海波浪、大氣壓波動、風、潮汐等因素的影響，港口會發(fā)生共振，進而對港口的泊穩(wěn)條件造成嚴重危害，直接影響港口的正常運營。因此，港口共振現(xiàn)象是港口在設計和規(guī)劃過程中所必須要考慮的因素。
　　本文首先介紹了港口共振的研究背景和意義，并說明了國內(nèi)外學者對港口共振問題的數(shù)學模型、物理模型試驗研究進展和發(fā)展趨勢。其次介紹了本文采

2、用的數(shù)學模型是MIKE21-BW模塊，該模型是基于改進的Boussinesq方程建立的，文中詳細介紹了Boussinesq方程及其數(shù)值解法，并對MIKE21-BW模塊的波浪模型和邊界層處理進行了闡述。最后本文采用MIKE21-BW模塊模擬了孤立波、N型波浪以及高斯型初始波面作用下矩形港、圓形港、雙圓形港、不規(guī)則形狀港和封閉圓形港的港口共振，并對模擬結果進行了分析。當孤立波從外傳入港內(nèi)，會引起港內(nèi)水體振蕩并被反射，港內(nèi)波面擾動是一個隨時間

3、變化的瞬變波動過程。通過基于連續(xù)小波變換的時頻分析結果并與現(xiàn)有的理論值進行比較發(fā)現(xiàn)，孤立波引起的振蕩其主要能量主要集中在港池第一振蕩模態(tài)上。當N型波浪從外海傳入港內(nèi)，同樣引起港內(nèi)水體振蕩并被反射，和孤立波的作用情況相比較，N型波浪引起的港池振蕩更為劇烈，且持續(xù)時間更長。通過小波變換的分析結果與現(xiàn)有的理論值進行比較發(fā)現(xiàn)，N型波浪引起的振蕩其主要能量主要集中在港池的第一振蕩模態(tài)上;此外對雙圓形港池而言，N型波浪會引起內(nèi)外港池的振蕩能量集中在