多层挡板透空堤消浪效果影响因素试验研究(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】可以得出,水深变化会引起超高和挡板入水深度的较大变化,进而引起透射系数的较大改变,应在公式拟合中综合考虑水深、超高与挡板入水深度对透空堤
可以得出,水深变化会引起超高和挡板入水深度的较大变化,进而引起透射系数的较大改变,应在公式拟合中综合考虑水深、超高与挡板入水深度对透空堤消浪效果的影响。
2.3 多层挡板与单侧挡板消浪效果对比研究
2.3.1 单侧、双侧与3层挡板消浪效果对比
图9为透浪系数随挡板数的变化,图中3条曲线分别为单侧挡板、双侧挡板与3层挡板情况。表3将透浪系数进行对比,得到双侧挡板相对单侧挡板透空堤消浪系数减小约33%,在此基础上,3层挡板相对双侧挡板透空堤消浪系数减小约20%。相对于单、双侧挡板,3层挡板消浪效果最优。
图9 挡板数与透浪系数关系
表3 单、双侧与3层挡板透浪系数对比波高∕cmKt单侧挡板1双侧挡板23层挡板3[(1-2)∕1]∕%[(2-3)∕2]∕%80.7010.....2219..6250...7222..5830...0023.45
2.3.2 不同相对板宽多层挡板消浪效果对比
图10为多层挡板情况下BLs=0.25与BLs=0.375两种情况透浪系数的变化,可以看出,加入中间挡板前后,相对板宽BLs=0.375消浪效果都明显优于BLs=0.25。考虑到BLs≥0.40时消浪效果变化不明显,因而,工程上可以采用相对板宽为BLs=0.375进行设计,并根据实际需要设置双侧或3层挡板结构,可以达到较好的效果。
图10 多层挡板板宽变化与透浪系数关系
3 双侧挡板透空堤透浪系数计算方法分析
3.1 前人透浪系数计算方法理论
3.1.1 单侧挡板透浪系数计算方法理论
1960年,Wiegel在不考虑挡板反射条件下,利用波能流守恒,假设透射波的能量等于挡板下的入射波能量,由微幅波理论推导出有限水深无越浪情况下的近似解析解。入射波能量对应的波高为HI,由挡板透射到堤后的透射波能量产生的透过波高为HT,由于能量与波高二次方成正比关系,E∝H2,则有透浪系数公式:
1996年Kriebel在Wiegel理论公式基础上,考虑挡板产生的反射,除入射能量外,还将反射能量计入透射总能量中,由微幅波理论推导出挡浪板的透浪系数公式:
其中
3.1.2 双侧挡板透浪系数计算方法理论
我国规范采用苏联拉帕教授的公式,拉帕通过等深双侧挡板试验,引入局部损失阻力系数ε,推导出适用于dLs≥0.25、dHs≥2~3情况的透浪系数公式:
其中
范骏在Wiegel理论公式基础上,认为两侧挡板作用相互独立,互不影响,并考虑波浪绕射的影响,引入波能修正因子η0,得到适用于0.07≤BLs≤0.25、0.11≤dLs≤0.22的双侧挡板透空堤透浪系数公式:
其中
3.2 双侧挡板透空堤透浪系数试验值与范骏公式比较
试验主要研究双侧挡板透空堤消浪效果,模型前后挡板入水深度不等,采用范骏公式检验。图11是双侧挡板透空堤透浪系数试验值与范骏公式计算值比较,试验值与范骏公式计算值相差较大,整体表现为公式计算值比试验值偏小,这可能由于范骏公式没有考虑水深变化情况与前、后挡板间波浪反射对透浪系数的影响。而由图8可知,水深变化对透浪系数影响较大,在推导公式中应加以考虑。
图11 透浪系数试验值与范骏公式的比较
3.3 双侧挡板透浪系数公式理论分析与推导
图12为波能传播过程中的波能损耗。其中,入射波波能对应的波高值为HI,透过第1层挡板的波浪波能对应的波高值为H′,最终透射到堤后的透射波能量对应的波高值为HT,透浪系数为:
图12 波能损耗
3.3.1 透浪系数公式理论分析
波浪通过前挡板时采用Wiegel公式作为计算公式结构,波浪通过前挡板时发生反射,反射波波能只影响堤前水域,对堤后水域没有影响;波浪通过后挡板时采用Kriebel公式作为计算公式结构,波浪通过后挡板时再次发生反射,反射波在堤内又与前、后挡板作用,同时与入射波叠加,堤内水域紊动加剧,此时应考虑反射波波能对堤后水域的影响。但Wiegel公式与Kriebel公式均未考虑波浪与挡板作用过程中水流紊动与破碎造成的波能损耗,因而引入波能损耗因子ξ对公式进行修正。
3.3.2 透浪系数公式推导
根据Wiegel公式,得到波浪通过前挡板前后波高的比值关系:
其中
根据Kriebel公式,得到波浪通过后挡板前后波高比值关系:
其中
引入波能损耗因子ξ,得到透浪系数公式结构形式如下: 文章来源:《反射疗法与康复医学》 网址: http://www.fslfykfyx.cn/qikandaodu/2021/0326/492.html 上一篇:反射疗法机带给你健康的福音
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