水工设计中波高计算方法探讨

对四种波高计算经验公式进行分析,介绍了重力坝与土石坝两种设计规范下波高的计算方法,给出不同累积频率波高之间的换算系数,并结合具体算例进行波高计算,对两种规范的计算情况进行了比较分析,对规范的选用情况提出建议,为水工设计中波高的计算提供指导。     

不同护坡条件下波浪溢流海堤内坡水动力特征

波浪溢流指强风暴潮引起堤前水位超过堤顶,海堤受到的越浪与溢流联合作用。波浪溢流一旦发生,极易引起大范围的海堤内坡侵蚀乃至溃堤,产生灾难性后果。基于1:1的大型水槽试验,分析了波浪溢流过程中不同海堤内坡护坡条件下(碾压混凝土、铰接式护坡砖和高性能加筋草皮)海堤内坡水力学特征;建立了相应的内坡平均水深和平均流速计算模型,计算结果表明波浪溢流过程中海堤内坡上的波高分布仍符合瑞利分布,并分析了内坡上的特征波高和特征峰值水深之间的换算关系;提出了波浪溢流过程中海堤内坡上的均方根波高和波速经验计算式。     

丘陵和平原地区表孔水工闸门波浪要素计算方法

围绕表孔水工闸门波浪要素的计算,在依据《混凝土重力坝设计规范》给出的鹤地水库计算公式,分析了现行采用假设、逐步逼近、迭代等计算方法计算平均波高h_m时存在的计算繁琐、误差大的问题,利用MathCAD软件给出了计算简便、结果准确的平均波高的计算方法,提出了波浪压力作用点位置的计算公式,并进行了具体的算例分析。结果表明,该方法较文献[4]提出的《土石坝规范》方法、《荷载规范方法》,计算得出的平均波高h_m的精度分别提高了75,10 mm。计算波浪压力时综合考虑了其大小和作用点位置,更为真实地反应了表孔闸门的荷载。     

开敞海域海堤设计波浪波高数值研究

由于水下地形和陆域边界的影响,近岸波浪设计要素随之变化,从而影响海堤的设计。因而海堤堤前设计波浪波高的确定对于安全、可靠、经济的海堤设计意义重大。文章以平海石井海堤为例,通过确定海域风浪条件、设计潮位与计算组合,构建研究区域数值模型,计算开敞海域波浪波高,计算成果为海堤设计提供参考。     

大鹏湾六月海堤重建工程设计波浪要素研究

基于SWAN模型,对六月海堤重建工程设计波浪要素进行了数值计算,研究表明:堤前强浪为外海S向波浪所致,50年一遇高水位和50年一遇波浪组合作用下的H13%波高为3.53m,平均波周期为9.8s。     

SWAN模型在围头湾外海设计波浪要素推算中的应用

传统的设计波浪推算方法不适用于长期波浪观测数据匮乏的海域，近年来，波浪数值模拟方法成为推算设计波浪的重要手段。该文基于近岸波浪传播模型SWAN和参数化台风风场模型建立台湾海峡台风浪数学模型，利用201808号台风“玛利亚”影响台湾海峡期间的风速和波高观测资料检验模型合理性，通过数值模拟1996-2015年共92场影响台湾海峡的热带气旋过程波浪场计算围头湾外海E、ESE、SE、SSE向的年极值波浪要素。在此基础上利用P-Ⅲ型曲线拟合20年的年极值波高和周期，获得围头湾湾口(40 m等深线处)E、ESE、SE、SSE向各重现期的设计波浪要素。研究成果可为围头湾海域海岸工程的规划和设计提供参考。     

基于Boussinesq方程的陡峭礁坪上波浪传播变形数值模拟

为了探究应用基于二阶完全非线性Boussinesq方程开发的Funwave-TVD波浪模型模拟波浪在陡峭礁坪上传播变形的可行性,在采用试验及已有文献成果进行可行性验证的基础上,利用该模型模拟了波浪在陡峭礁坪上的传播变形过程,分析了不同波浪要素及不同水深情况下波浪在陡峭礁坪上的传播规律。结果表明:当波高与水深的比值超过一定值时,波浪发生破碎,波高迅速减小;对于深水情况下的陡峭礁坪地形,当波浪离开礁坪坡脚的水平距离为4倍入射波长及更远时,礁坪上的平均波高可降低为稳定值。     

斜向流作用下波浪的变形及破碎

当波浪自无流区斜向进入有流区后，不仅波要素发生变化，波浪传播方向也发生变化，即产生折射．作者曾根据线性波浪理论计算了波浪折射后的波要素变化情况。作者也曾通过实验分析和理论计算对正向流作用下波浪的变形及破碎问题进行过详细的研究．为了进一步研究波浪折射对变形及破碎的影响，本文计算和分析了外向流作用下缓坡上规则波浪和不规则波浪的变形及破碎过程，取得了以下两方面的成果：１）正向流作用下波浪的破碎指标及研究方法可以应用于斜向流情况；２）波浪的折射在一般情况下使波高降低，从而使破碎点向浅水方向推移。     

堤防工程设计波浪爬高分析与计算

根据有关规范及资料,综合论述了堤防工程设计时,由风场要素推求设计波浪要素、波浪传播变形及波浪爬高分析计算方法,结合实际工程对不同方法进行比较,提出合适计算方法.     

土石坝坝顶超高计算方法探讨

在分析现行土石坝及混凝土重力坝设计规范关于波浪爬高和浪高计算方法的基础上，提出了如何选取设计风速值，比较了各规范在波浪累积频率标准上的差别，确定土石坝坝顶波浪要素应选用浅水波公式计算，对带高防浪墙的不同的坝顶结构形式，分别推荐了几种计算方法。     

湖泊风浪特性及风浪要素的计算

对太湖风浪观测资料的分析，得到了浅水湖泊中波高、波周期的统计分布，以及特征波要素之间的关系。采用自相关涵数法和最大熵法进行谱分析，得出了相应的无因次谱。文中的湖泊风波计算方法可供计算水库风浪参考。     

海堤设计中的若干问题探讨

结合新颁布的海堤设计规范和工程实例,对海堤工程设计中海堤的界定、海堤防潮（洪）标准、设计波浪要素计算、复式斜坡堤波浪爬高计算及按控制越浪量确定堤顶高程等几个问题进行了探讨,提出海堤应以波高来界定、修建消浪平台的最佳位置为静水位附近、最佳宽度为入射波长的1/4及海堤设计应该直接以控制越浪量确定堤顶高程。     

APPLICATION OF MAXIMUM ENTROPY PRINCIPLE METHOD TO THE STUDY OF WAVE CLIMATE STATISTICAL CHARACTERISTICS

The Maximum Entropy Principle (MEP) method is elaborated, and the corresponding probability density evaluation method for the random fluctuation system is introduced, the goal of the article is to find the best fitting method for the wave climate statistical distribution. For the first time, a kind of new maximum entropy probability distribution (MEP distribution) expression is deduced in accordance with the second order moment of a random process. Different from all the fitting methods in the past, the MEP distribution can describe the probability distribution of any random fluctuation system conveniently and reasonably. If the moments of the random signal is limited to the second order, that is, the ratio of the root-mean-square value to the mean value of the random variable is obtained from the random sample, the corresponding MEP distribution can be computed according to the deduced expression in this essay. The concept of the wave climate is introduced here, and the MEP distribution is applied to fit the probability density distributions of the significant wave height and spectral peak period. Take the Mexico Gulf as an example, three stations at different locations, depths and wind wave strengths are chosen in the half-closed gulf,the significant wave height and spectral peak period distributions at each station are fitted with the MEP distribution, the Weibull distribution and the Log-normal distribution respectively, the fitted results are compared with the field observations, the results show that the MEP distribution is the best fitting method, and the Weibull distribution is the worst one when applied to the significant wave height and spectral peak period distributions at different locations, water depths and wind wave strengths in the Gulf. The conclusion shows the feasibility and reasonability of fitting wave climate statistical distributions with the deduced MEP distributions in this essay, and furthermore proves the great potential of MEP method to the study of wave statistical properties.     

浅水波-流对直立桩柱作用的分层数值解法

本文采用分层方式，用水气比拟方程计算由于存在桥墩等障碍物而造成的浅水波高度的变化，以此给出水下粘性层内计算域上表面的压力，用传统的N-S方程计算粘性层内的流动，得到了波一流联合作用下桥墩上的压力分布和河床上压力与剪应力分布随时间周期性的变化过程，并得到了一些有意义的结论。     

A STUDY OF WAVE CHARACTERISTICS AFTER HYDRAULIC JUMP

An experimental study of wave characteristics after jump in energy dissipation ofhydraulic jump is presentedinthis paper.It was completed in a trough with a horizontal bed,40cm in width.Various elements of wave were measured,the wave form,period,spectrumand its attenuation along course are analyzed,and the physical mechanism of wave is discussed.An expression of the maximum wave height after jump is given,based on the measured data.Some measures to diminish wave are discussed preliminarily also.     

海岸红树林与海啸波相互作用实验研究

2004年发生的印度洋海啸给印度洋沿岸的亚非13个国家造成巨大的经济损失。多份实地考察报告都表明了红树林具有保护海岸的作用。就此,研究海啸波（孤立波）穿过红树林后透射波和反射波的变化情况,实验结果表明：透射波高随着入射波高的增大而增大,随着红树林分布密度的增大而减小;对于一定分布密度的红树林,反射系数和透射系数对入射波...     

植物带影响下孤立波沿程波高衰减特性试验

鉴于近岸植被对孤立波的阻力效应能有效降低其波能,开展综合考虑根茎叶影响的植物带消波试验,探究植物带影响下孤立波沿程波高衰减特性。当孤立波非线性大于0.11时,茎作用下孤立波沿程波高衰减特性与指数函数以及幂函数规律并不一致。当淹没度为0.67时,根茎共同与茎单独作用下孤立波沿程波高衰减趋势基本一致。当淹没度小于0.67且孤立波非线性不小于0.30时,茎叶作用下孤立波沿程波高服从指数函数以及幂函数衰减规律。非淹没情况下,随着分布密度的减小,孤立波沿程波高衰减强度减小,植物带消波边界效应减弱。研究表明,相比根茎,叶对孤立波沿程波高衰减特性影响更大。根茎叶以及分布密度对孤立波沿程波高衰减特性的影响与淹没度和孤立波非线性有关。     

波浪作用下系泊船舶运动计算

港内船舶泊稳条件是港口设计中的一个决定因素。但到目前为止,国内外港口工程设计规范对港内泊稳标准无统一规定。由于波浪引起的船舶运动与波周期、波高及船舶频率响应特性等因素密切相关,因此不能单一地以波高或船舶运动量作为泊稳标准。本文讨论了将STF（Salvesen—Tuck—Faltinsen）法与简单格林函数法结合汁算透空式码头前的船舶运动特性,试图为此问题提供一种解决工具。与其它文献、试验数据的比较表明,本文计算值吻合良好。