不规则波作用下的泊位长周期波浪试验研究(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】2.1长周期波分离 长周期波浪的分离主要根据低通滤波的原理并利用快速傅里叶变化的方法将低频波浪从原始波面数据中分离出,再利用频谱分析的方法对
2.1长周期波分离
长周期波浪的分离主要根据低通滤波的原理并利用快速傅里叶变化的方法将低频波浪从原始波面数据中分离出,再利用频谱分析的方法对谱密度S(f)和频率f进行积分,计算出长波波高,长周期波的能量及其振动效应与长波波高成正相关,通过分析各测点的长波波高大小及其分布规律能够直观的反映各测点受长波影响的程度。在长波分离过程中,截断频率选为0.033 Hz,对应波周期为30 s,约为入射波周期的1.6~2倍,因此下文所述的长周期波高指的是周期T≥30 s的波浪波高。
图2 波浪组次②,B1点波面数据分离结果Fig.2 Wave group ②, wave surface data separation result of point B1
图3 波浪组次②,B1点分离长周期波频谱Fig.3 Wave group ②, long-period wave spectrumseparation result of point B1
图2、图3给出典型工况、典型测点的波面数据分离和长周期波频谱分析图。由图2可知,每次试验模拟原型波浪1 h,有效波面采集时间为3 100 s左右。由图3可知,长波波谱与常规波浪波谱相类似,频谱均存在明显的主峰,但常常伴随着次峰,且次峰对应频率和主峰对应频率相差较大。
2.2旧防波堤反射特性的影响
图1中的旧防波堤为在建码头东侧的现状防浪堤,在试验过程中发现旧防波堤对波浪存在明显的反射波纹向港内传播,这必定会对泊位处的波浪发生影响,但是否对泊位处的长周期波浪产生影响、影响程度与影响规律未知。下面分别比较单向波和多向波作用下的长周期波高在三种不同旧防波堤工况下的分布规律与大小关系。
(1)多向波。
图4和图5分别给出了两组多向波作用下,泊位处各测点的长波波高的分布规律。由图可知,三种旧防波堤工况下,泊位处测点的长波波高都基本呈现出“不挪堤”<“挪堤”<“直立堤”的规律,这表明泊位处长波受旧防波堤的反射作用影响明显。这是由于“直立堤”工况下旧防波堤对波浪的反射系数接近1,且试验采用的165°、175°波向浪与旧防波堤肘部段轴线的夹角利于波浪的反射,反射波浪正好可以向港内传播;其次,“挪堤”工况由于离深水区和泊位更近,更利于波浪的反射。
图4 波浪组次①,泊位前长周期波高分布Fig.4 Wave group ①, long-period wave height distribution before berth图5 波浪组次②,泊位前长周期波高分布Fig.5 Wave group ②, long-period wave height distribution before berth
泊位处长波波高的增加随着旧堤的反射特性的增加而增加的原因是,旧防波堤前水深较浅,波浪传播至堤前滩地发生了破碎,产生长波,这部分长波再经旧防波堤的反射后传播进港内;外海波浪中本身就带有长波组分,这部分长波直接由旧防波堤的反射后进入港内。以上说明了多向波作用下,需要考虑港域建筑物的反射特性对泊位处的长波影响,因此在进行码头设计时可以通过减小码头、防波堤的反射系数来削减港内长波的振动效应,达到改善港内泊稳的目的。
此外,由图4、图5还可以发现泊位前的27个测点的长波波高总体成交错式分布,同一种旧防波堤工况下,各测点的长波波高大小不等且规律性较差。泊位前部、中部、尾部都有长波波高大值点,且不同旧防波堤工况下,这些大值点出现的点位并不相同。因此,对于船舶带缆停泊来说,无论艏缆、横缆、倒缆还是艉缆都存在受到长波大值影响的几率,在缆绳加固和泊位结构反射系数削减时须得同时考虑整个泊位,针对局部区域的长波削减的效果未必显著。
(2)单向波。
图6 波浪组次⑤,泊位前长周期波高分布Fig.6 Wave group ⑤, long-period wave height distribution before berth图7 波浪组次⑨,泊位前长周期波高分布Fig.7 Wave group ⑨, long-period wave height distribution before berth
图8 波浪组次⑩,泊位前长周期波高分布Fig.8 Wave group ⑩, long-period wave heightdistribution before berth
图6、图7、图8分别给出了三组单向波作用下,泊位处各测点在两组旧防波堤工况时的长波波高。同多向波相类似的是,单向波的长波波高也明显体现出“挪堤”工况>“不挪堤”工况的规律。同样地,图中长波波高总体呈交错式分布,波高大值点出现的位置随机,且这些大值点的“挪堤”工况波高远大于“不挪堤”工况。
此外,通过对比图4~图5和图6~图8发现,泊位处的长波波高大小还应该与波型(单向波、多向波)和波浪要素有关(波高、周期、波向)有关。
2.3单向波、多向波的影响
图9 波浪组次②、⑥,泊位前长周期波高分布Fig.9 Wave group②,⑥, long-period wave height distribution before berth图10 波浪组次③、⑦,泊位前长周期波高分布Fig.10 Wave group③,⑦, long-period wave height distribution before berth
文章来源:《反射疗法与康复医学》 网址: http://www.fslfykfyx.cn/qikandaodu/2021/0317/482.html
上一篇:高速动车噪声隔音屏声波反射的研究
下一篇:反射式矩阵远光设计