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椭圆余弦波对V形防波堤绕射波浪力的解析计算

才瀚涛 黄华 詹杰民

才瀚涛,黄华,詹杰民. 椭圆余弦波对V形防波堤绕射波浪力的解析计算[J]. 水利水运工程学报 doi:  10.12170/20190608001
引用本文: 才瀚涛,黄华,詹杰民. 椭圆余弦波对V形防波堤绕射波浪力的解析计算[J]. 水利水运工程学报 doi:  10.12170/20190608001
(CAI Hantao, HUANG Hua, ZHAN Jiemin. Analytical calculation of cnoidal wave diffracted force on a V-shaped breakwater[J]. Hydro-Science and Engineering(in Chinese)) doi:  10.12170/20190608001
Citation: (CAI Hantao, HUANG Hua, ZHAN Jiemin. Analytical calculation of cnoidal wave diffracted force on a V-shaped breakwater[J]. Hydro-Science and Engineering(in Chinese)) doi:  10.12170/20190608001

椭圆余弦波对V形防波堤绕射波浪力的解析计算

doi: 10.12170/20190608001
基金项目: 国家重点项目(41407010501编号对吗???);中央高校基本科研业务费专项基金资助(No.17lgjc41)
详细信息
    作者简介:

    才瀚涛(1994—),男,江西南昌人,硕士研究生,主要从事水动力学研究。E-mail:841067641@qq.com

    通讯作者:

    黄华(E-mail:tsyhh1982@163.com

  • 中图分类号: O353

Analytical calculation of cnoidal wave diffracted force on a V-shaped breakwater

  • 摘要: 应用椭圆余弦波理论,给出了V形薄壁防波堤的浅水波绕射理论解,对现有Airy微幅波理论进行了有效拓展。通过对V形防波堤的浅水波浪力进行试算,揭示了椭圆余弦波对防波堤的作用规律。计算结果表明:椭圆余弦波理论计算的V形防波堤的最大无量纲波浪力明显大于相同浅水条件下Airy微幅波理论的对应结果,并且,该方法有效拓展了无限长直立薄壁堤的反射波理论。此外,浅水波入射角、V形堤张角和防波堤臂长与水深比等参数的变化均将对V形堤的波浪作用产生相关影响,而V形堤的实际绕射波浪力幅值将随浅水波特征参数值的增加而增加。
  • 图  1  椭圆余弦波作用下的V形固立防波堤

    Figure  1.  Cnoidal wave diffracted by V shaped breakwater

    图  2  与无限长密实直墙堤的中心线剖面的比较

    Figure  2.  Comparation of central profile with infinite long solid wall($\lambda = 1,a = 1000,d = 2,\alpha = {\rm{\pi }},\beta {\rm{ = \pi }}/2$)

    图  3  不同臂长水深比下最大无量纲波浪力随$kd$的变化

    Figure  3.  Maximum dimensionless wave force for different arm length-water depth ratio$\left( {\beta = {\rm{\pi }}/3,\lambda {\rm{ = }}3,\alpha {\rm{ = }}2{\rm{\pi }}/3} \right)$

    图  4  不同臂长水深比下最大无量纲波浪力随$kd$的变化

    Figure  4.  Maximum dimensionless wave force for different arm length-water depth ratio$\left( {\beta = {\rm{\pi }}/2,\lambda {\rm{ = }}3,\alpha {\rm{ = \pi }}} \right)$

    图  5  不同来波入射角下最大无量纲波浪力随$kd$的变化

    Figure  5.  Maximum dimensionless wave force for different incident angles$\left( {\lambda = 3,d/a = 1/5,\alpha = 2{\rm{\pi }}/3} \right)$

    图  6  不同入射角下最大无量纲波浪力随$kd$的变化

    Figure  6.  Maximum dimensionless wave force for different incident angles$\left( {\lambda = 3,d/a = 1/5,\alpha {\rm{ = \pi }}} \right)$

    图  7  不同张角下V形堤的最大无量纲波浪力随$kd$的变化

    Figure  7.  Maximum dimensionless wave force for different opening angles of the breakwater (λ=3,d/a=1/5,β=π/4,π/3,π/2)

    图  8  不同$kd$下最大无量纲波浪力随浅水波特征参数$\lambda $的变化

    Figure  8.  Maximum dimensionless wave force for different characteristic parameters of shallow water (β=π/3,α=2π/3, d/a=1/5)

    图  9  椭圆余弦波与Airy波所对应的最大无量纲波浪力的比较

    Figure  9.  Comparation of maximum dimensionless wave force for cnoidal wave and airy wave (β=π/3,λ=3,d/a=1/5,α=2π/3)

  • [1] STOKER J J. Water waves[M]. New York: Interscience Publishers, 1957: 69-147.
    [2] LICK W. Diffraction of waves by a wedge[J]. Journal of the Waterway, Port, Coastal and Ocean Division, 1978, 104(2): 119-133.
    [3] 洪广文. 不完全反射边界楔形堤和隅角堤波浪绕射理论解析解[J]. 海洋学报,1990,12(4):487-504. (HONG Guangwen. Analytical solution for wave diffraction theory of incompletely reflecting boundary wedge-shaped dykes and corner dykes[J]. Acta Oceanologica Sinica, 1990, 12(4): 487-504. (in Chinese)
    [4] 何军, 蒋昌波, 李冬, 等. T型防波堤与波浪相互作用数值研究[J]. 海洋工程,2010,28(1):50-57. (HE Jun, JIANG Changbo, LI Dong, et al. Numerical study on T-type breakwaters interaction with wave[J]. The Ocean Engineering, 2010, 28(1): 50-57. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1005-9865.2010.01.008
    [5] 胡宝琳, 姚文娟, 刘逸敏, 等. 波浪荷载对半圆型潜堤作用的数值分析[J]. 水利水运工程学报,2013(3):38-44. (HU Baolin, YAO Wenjuan, LIU Yimin, et al. Numerical analysis of wave load on a submerged semi-circular breakwater[J]. Hydro-Science and Engineering, 2013(3): 38-44. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1009-640X.2013.03.007
    [6] 朱梦华, 黄华, 詹杰民, 等. 椭圆余弦波对透空直立防波堤波浪力解析计算[J]. 人民黄河,2015,37(11):36-39, 42. (ZHU Menghua, HUANG Hua, ZHAN Jiemin, et al. Analytical calculation of cnoidal wave forces on the porous vertical breakwater[J]. Yellow River, 2015, 37(11): 36-39, 42. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1000-1379.2015.11.010
    [7] 朱梦华, 黄华, 詹杰民, 等. 斜入射椭圆余弦波对直立防波堤的波浪渗流作用[J]. 中山大学学报(自然科学版),2016,55(4):39-46. (ZHU Menghua, HUANG Hua, ZHAN Jiemin, et al. Oblique incidence cnoidal water wave-induced seepage effects on vertical breakwater[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni, 2016, 55(4): 39-46. (in Chinese)
    [8] 楚玉川, 程建生, 赵鑫, 等. 圆弧型贯底式防波堤上波浪作用力的解析研究[J]. 水动力学研究与进展,2014,29(2):212-217. (CHU Yuchuan, CHENG Jiansheng, ZHAO Xin, et al. Analytical study on the wave force of arc-shaped bottom-mounted breakwaters[J]. Chinese Journal of Hydrodynamics, 2014, 29(2): 212-217. (in Chinese)
    [9] 张敖, 黄华, 詹杰民, 等. 椭圆余弦波对圆弧型固立防波堤的绕射波浪力[J]. 水运工程,2017(3):28-33. (ZHANG Ao, HUANG Hua, ZHAN Jiemin, et al. Diffracted wave forces caused by cnoidal wave on arc-shaped bottom-mounted breakwater[J]. Port & Waterway Engineering, 2017(3): 28-33. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1002-4972.2017.03.006
    [10] 张敖, 黄华, 詹杰民, 等. 圆弧型贯底式透空防波堤对孤立波的绕射[J]. 中山大学学报(自然科学版),2017,56(3):8-16. (ZHANG Ao, HUANG Hua, ZHAN Jiemin, et al. Diffraction of solitary wave by arc-shaped bottom-mounted porous breakwater[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni, 2017, 56(3): 8-16. (in Chinese)
    [11] CHANG K H, TSAUR D H, HUANG L H. Accurate solution to diffraction around a modified V-shaped breakwater[J]. Coastal Engineering, 2012, 68: 56-66. doi:  10.1016/j.coastaleng.2012.05.002
    [12] 蒋学炼, 马青山, 李珊珊, 等. 考虑绕射效应的沿堤波浪力波动分析[J]. 水利水运工程学报,2012(5):1-7. (JIANG Xuelian, MA Qingshan, LI Shanshan, et al. Undulation analysis of wave force along breakwater considering wave diffraction[J]. Hydro-Science and Engineering, 2012(5): 1-7. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1009-640X.2012.05.001
  • [1] 干桂轩, 孙亮, 岳磊, 韩松林.  规则波对大直径群桩作用的数值模拟研究 . 水利水运工程学报, doi: 10.12170/20191006001
    [2] 付长静, 李国英, 赵天龙.  孤立波作用下海底管道允许悬跨长度简化计算 . 水利水运工程学报,
    [3] 刘芸芸, 贡金鑫.  无波浪力重力式码头稳定性可靠指标的简化计算 . 水利水运工程学报,
    [4] 蒋学炼,马青山,李珊珊,李炎保.  考虑绕射效应的沿堤波浪力波动分析 . 水利水运工程学报,
    [5] 高亚军,窦希萍.  波浪作用下细颗粒泥沙密实起动试验 . 水利水运工程学报,
    [6] 傅朝方.  圆柱墩群上波浪力计算 . 水利水运工程学报,
    [7] 王登婷,左其华.  神经网络在直墙上波浪力计算中的应用 . 水利水运工程学报,
    [8] 丁炳灿,左其华,王红川,潘军宁,黄晋鹏.  防波堤前波浪引起的水流 . 水利水运工程学报,
    [9] 周益人.  波浪作用下的泥沙起动 . 水利水运工程学报,
    [10] 左其华,杨正己.  试验室波浪模拟的若干问题 . 水利水运工程学报,
    [11] 左其华,姚国权,丁炳灿.  用误差传播法计算波浪折射和绕射 . 水利水运工程学报,
    [12] 杨正己,左其华,苏伟东.  作用于群桩上的波浪力 . 水利水运工程学报,
    [13] 娄洪恩,王永钧,苏伟东,王红.  室内模型试验中波浪绕射的多波向合成 . 水利水运工程学报,
    [14] 乔树梁,贺辉华.  港工波浪模型试验数据处理 . 水利水运工程学报,
    [15] 娄洪恩,章家昌.  乍浦港外海栈桥码头不规则波波浪力试验 . 水利水运工程学报,
    [16] 左其华.  圆形墩柱上的非线性波浪力 . 水利水运工程学报,
    [17] 姚国权.  波浪折射、绕射与反射联合运算简介 . 水利水运工程学报,
    [18] 鲍曙东,刘家驹.  波浪作用下粗颗粒泥沙的运动规律 . 水利水运工程学报,
    [19] 潘宝雄.  波浪作用下护面块体稳定重量的探讨 . 水利水运工程学报,
    [20] 吴京荣.  单桩在波浪作用下的动力响应 . 水利水运工程学报,
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  • 收稿日期:  2019-06-08

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