不规则波作用下的泊位长周期波浪试验研究(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】图11 波浪组次④、⑧,泊位前长周期波高分布Fig.11 Wave group④,⑧, long-period wave heightdistribution before berth 图9、图10、图11分别给出了“不挪堤”工况下,波
图11 波浪组次④、⑧,泊位前长周期波高分布Fig.11 Wave group④,⑧, long-period wave heightdistribution before berth
图9、图10、图11分别给出了“不挪堤”工况下,波浪要素相同时,单向波与多向波的长波波高分布对比图。由图可知:同等情况下,单向波的长波波高均要明显大于多向波,故而对泊位泊稳的影响也远大于多向波,且两种波型下的泊位长波波高分布并不相同。
这是因为单向波的波能分布较多向波更为集中,不论是其自身包含的长波组分,还是由于旧堤前波浪破碎产生的长波组分被旧防波堤反射后传播入港内的波能均较多向波多。
2.4波浪要素对长波大小的影响
(1)波向的影响。
在不挪堤工况下,通过对比了波浪组次1与2、3和4、5和6、7和8、9和10共计五组波浪条件下的泊位长波大小分布图发现:165°和175°浪下,泊位处各测点的长波波高均呈现不规则分布,两组曲线大小交错,无明显规律,说明港内长波对入射波向的变化较敏感且规律性较差。这是因为165°和175°浪两组波向浪角度差为10°,对于绕射和反射波浪同时强烈的水域来说,165°向浪对于泊位水域的绕射作用强,对于旧防波堤的反射作用相对较弱,175°向浪则完全相反。为了节省篇幅,图12、图13分别给出一组多向波、一组单向波作用下的不同波向之间的泊位处长波对比图,图示结果与上述分析相照应。
值得注意的是,波向的改变对港内泊位处的长波影响是不能忽视的。长周期波的绕射作用明显强于短波[8],且波浪在传播进港过程中受到旧防波堤前浅滩和防波堤自身的反射作用影响。因此当入射角度的改变较大,使得泊位处主要受波浪绕射抑或旧堤反射作用时,泊位处的长波波高应随着绕射作用或者反射作用的增大而增大的规律[12-13],可据此来考虑波向的影响。
图12 波浪组次①、②,泊位前长周期波高分布Fig.12 Wave group①,②, long-period wave height distribution before berth图13 波浪组次⑤、⑥,泊位前长周期波高分布Fig.13 Wave group⑤,⑥, long-period wave height distribution before berth
图14 波浪组次③、⑨,泊位前长周期波高分布Fig.14 Wave group③,⑨, long-period wave heightdistribution before berth
(2)波高、周期的影响。
同样地,图14给出了两组波高下,泊位处各测点的长波波高大小分布。由图可知,3 m波高组次下的长波波高远远大于1.79 m波高组次,各测点的波高增幅平均达一倍以上,即入射波高越大港内长波波高也越大。这一结论在Edgar Peter Dabbi[3]的报告中也有类似的结论,其认为港内长波波高与外海入射波浪波高成正比。这是由于,长波形成的部分原因在于波浪之间的非线性作用,两个不同频率f1、f2的短波差频作用会产生频率为|f1-f2|的长波,入射波高大了,新形成的长波波高也必然相应增大。
图15、图16分别给出了多向波、单向波作用下,两组不同周期下,泊位处各测点的长波波高大小分布。由图可知,无论多向波还是单向波均存在各测点的长波波高随着入射周期的增大而增大的规律。这是因为波浪的绕射和反射作用均随着周期的增大而增强所致,而港内波浪大小正是由外海绕射进港内的波浪和旧防波堤反射进港内的波浪控制,泊位处尤其明显。
图15 波浪组次①、③,泊位前长周期波高分布Fig.15 Wave group①,③, long-period wave height distribution before berth图16 波浪组次⑥、⑧,不挪堤工况,泊位前长周期波高分布Fig.16 Wave group⑥,⑧, long-period wave height distribution before berth
3结论
本文通过波浪整体物理模型试验,运用低通滤波和快速傅里叶变换的方法将长周期波从常规波浪中分离,研究了旧防波堤的反射特性对泊位处长波波高的影响,对比分析了泊位处的长波波高与波型及波浪要素之间的关系,得出如下结论:
(1)泊位处的长波波高分布呈现交错式分布,波高大值点在不同波浪条件下出现的点位随机性较强,总的来说,泊位各位置均存在受到长波大值影响的几率。
(2)旧防波堤对入射波浪的反射作用对泊位处的长周期波高影响较大,其反射性能越强,泊位处的长波波高越大,泊位受长波振动的危害越严重。在进行港口规划建设过程中可以通过减少港域原有建筑物的反射性能来减小港内长波。
(3)同等情况下,单向不规则波在泊位处的长波波高明显大于多向不规则波。因此,虽然多向波在自然界中是普遍存在的,但用单向波来进行长周期波浪的物模、数模试验却更偏安全。
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