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非淹没双直立圆柱系统波浪爬升的数值模拟

陈浩民 倪云林

陈浩民,倪云林. 非淹没双直立圆柱系统波浪爬升的数值模拟[J]. 水利水运工程学报,2020(6):42-47 doi:  10.12170/20191018004
引用本文: 陈浩民,倪云林. 非淹没双直立圆柱系统波浪爬升的数值模拟[J]. 水利水运工程学报,2020(6):42-47 doi:  10.12170/20191018004
(CHEN Haomin, NI Yunlin. Numerical analysis of wave run-up characteristics on dual non-submerged vertical cylinders system[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(6): 42-47. (in Chinese)) doi:  10.12170/20191018004
Citation: (CHEN Haomin, NI Yunlin. Numerical analysis of wave run-up characteristics on dual non-submerged vertical cylinders system[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(6): 42-47. (in Chinese)) doi:  10.12170/20191018004

非淹没双直立圆柱系统波浪爬升的数值模拟

doi: 10.12170/20191018004
基金项目: 浙江省自然科学基金青年基金项目(LQ18E090006)
详细信息
    作者简介:

    陈浩民(1998—), 男, 浙江温州人, 硕士研究生, 主要从事波浪对海上建筑物的作用研究。 E-mail: 1393704409@qq.com

    通讯作者:

    倪云林(E-mail: oceannyl@zjou.edu.cn

  • 中图分类号: TV 139.2

Numerical analysis of wave run-up characteristics on dual non-submerged vertical cylinders system

  • 摘要: 波浪爬升是近海构筑物和海洋平台结构设计中的重要参数。全面掌握波浪的爬升特性有利于结构的安全保证和优化。采用有限元方法建立了求解Berkhoff缓坡方程的数值模型,并计算了非淹没单个直立圆柱周围的波高分布,计算结果与解析解吻合很好。以非淹没双直立圆柱为研究对象,探讨了圆柱间距对波浪爬升的影响。结果表明:上游圆柱周围的波高分布曲线波动较大,但最大相对波高和最小相对波高的发生位置基本与单个圆柱的情况相同;当圆柱间距为1/4波长的奇数倍时,最小相对波高明显减小,圆柱肩部出现第二峰值;而当圆柱间距为1/4波长的偶数倍时,最小相对波高则明显增加,圆柱肩部出现第二谷值。下游圆柱周围的波高分布曲线与单个圆柱的情况相似,但波高相对较小。
  • 图  1  计算域划分示意

    Figure  1.  Division of computational domain

    图  2  非淹没单个直立圆柱地形(单位:m)

    Figure  2.  Sketch of single non-submerged vertical circular cylinder (unit: m)

    图  3  单个直立圆柱周围波高分布比较

    Figure  3.  Comparison of calculated wave run-up with analytical solutions along circumference

    图  4  非淹没双直立圆柱地形(单位:m)

    Figure  4.  Sketch of dual non-submerged vertical circular cylinder (unit: m)

    图  5  圆柱间距改变对上游圆柱波浪爬高的影响

    Figure  5.  Influence of spacing between two cylinders on wave run-up of upstream cylinder

    图  6  圆柱间距改变对下游圆柱波浪爬升的影响

    Figure  6.  Influence of spacing between two cylinders on wave run-up of downstream cylinder

    表  1  下游圆柱波浪爬高最大值和最小值

    Table  1.   The maximum and minimum values of wave run-up around downstream cylinder

    工况S/L最大相对波高最小相对波高工况S/L最大相对波高最小相对波高
    单个圆柱 / 1.801 0.517 5 2.25 1.672 0.467
    1 1.25 1.609 0.444 6 2.50 1.754 0.491
    2 1.50 1.749 0.485 7 2.75 1.684 0.473
    3 1.75 1.649 0.456 8 3.00 1.754 0.490
    4 2.00 1.754 0.491
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-18
  • 网络出版日期:  2020-08-01
  • 刊出日期:  2020-12-25

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