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水库滑坡涌浪波爬坡预测及破碎判断
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作者 李鹏峰 荆海晓 +3 位作者 丁新潮 贺翠玲 诸亮 刘少斌 《西北水电》 2024年第5期77-86,共10页
准确预测坝前涌浪爬坡高度及破碎与否,对工程风险防控至关重要。为此,通过假定涌浪波爬坡过程服从非线性浅水方程,建立非线性震荡波、非线性过渡波及类孤立波在斜坡上爬坡时爬高预测理论模型。验证表明:提出的方法精度高,能够模拟非线... 准确预测坝前涌浪爬坡高度及破碎与否,对工程风险防控至关重要。为此,通过假定涌浪波爬坡过程服从非线性浅水方程,建立非线性震荡波、非线性过渡波及类孤立波在斜坡上爬坡时爬高预测理论模型。验证表明:提出的方法精度高,能够模拟非线性过渡波和震荡波在斜坡上的爬坡过程,预测最大误差不超过10%,多数误差小于5%。引入的Iribarren number与相对波峰高度关系可以区分非线性震荡波、非线性过渡波及类孤立波的破碎类型,但无法区分耗散涌波的破碎情况。该研究可为库区滑坡涌浪灾害预警提供技术手段。 展开更多
关键词 滑坡涌浪 涌浪类型 爬坡 波浪破碎
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滑坡诱发涌浪的生成机理及传播形态研究 被引量:2
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作者 李鹏峰 贺翠玲 +3 位作者 史蝶 刘少斌 万克诚 荆海晓 《西北水电》 2023年第6期58-65,共8页
滑坡产生的波浪种类繁多,准确预测波浪类型是此类灾害预警和风险评估中的关键问题。利用模型实验和三维数值模拟研究滑坡受重力驱动产生涌浪的过程。研究表明:滑坡体与水体作用方式可归纳为推移式、体积替换式及过渡式3类;其中,耗散涌... 滑坡产生的波浪种类繁多,准确预测波浪类型是此类灾害预警和风险评估中的关键问题。利用模型实验和三维数值模拟研究滑坡受重力驱动产生涌浪的过程。研究表明:滑坡体与水体作用方式可归纳为推移式、体积替换式及过渡式3类;其中,耗散涌波或类孤立波的生成机理为推移式作用模式,非线性震荡波的生成机理为体积替换式作用模式,非线性过渡波的生成机理为过渡式作用模式;Frs-Sz分界法可以区分滑坡涌浪造波机理和波浪类型。该研究可为库区滑坡涌浪灾害预警提供技术手段。 展开更多
关键词 滑坡涌浪 流固耦合 生成机理 涌浪形态 波浪类型
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库区滑坡涌浪水域船舶系泊系统动力特性试验研究 被引量:3
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作者 袁培银 赵宇 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第33期14366-14371,共6页
为提高海事部门在滑坡涌浪灾害下的应急应变能力,减少伤亡和损失,研究库区滑坡涌浪作用下船舶系泊系统的动力特性分析,具有极高的社会经济效益。以三峡库区岩体滑坡为研究对象,结合试验条件,模型比尺为1∶70,考虑弯曲河道涌浪的传播形态... 为提高海事部门在滑坡涌浪灾害下的应急应变能力,减少伤亡和损失,研究库区滑坡涌浪作用下船舶系泊系统的动力特性分析,具有极高的社会经济效益。以三峡库区岩体滑坡为研究对象,结合试验条件,模型比尺为1∶70,考虑弯曲河道涌浪的传播形态,以系泊位置、锚链布置等为变量,开展库区滑坡涌浪的物理模型试验,分析船舶系泊系统的动力特性。研究表明,滑坡涌浪对船艏锚链的作用大于对船艉锚链的作用,采用多点系泊方式可以降低锚链设计时的强度要求,船舶在远离滑坡点时所受到的影响越小,同时,锚链拉力的大小变化趋势和滑坡涌浪衰减的变化趋势一致,研究成果可以为三峡库区船舶通航安全提供新的理论依据。 展开更多
关键词 滑坡涌浪 系泊系统 模型试验 动力特性
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水库滑坡涌浪的数值模拟 被引量:2
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作者 刘霞 谭国焕 王大国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期75-83,共9页
水库沿岸边坡失稳可能引发涌浪,威胁下游大坝安全。文章依据经典的Scott Russell’s wave generator实验,基于流体计算软件FLUENT提出了刚性滑块垂直入水的计算模型,并对流场的近、远场特征进行了分析。该计算模型以不可压缩粘性流体的N... 水库沿岸边坡失稳可能引发涌浪,威胁下游大坝安全。文章依据经典的Scott Russell’s wave generator实验,基于流体计算软件FLUENT提出了刚性滑块垂直入水的计算模型,并对流场的近、远场特征进行了分析。该计算模型以不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程和自由面追踪的VOF方法为基础,采用重整化群k-ε湍流模型,借助FLUENT软件中的动网格技术和UDF功能,定义滑块在水中的运动,从而实现水库滑坡涌浪的数值模拟。计算结果表明:滑块下落过程中,形成了反向的卷入波,随即涡流形成并伴随着生成孤立波。数值模拟的流场近、远场特征与解析解、实验结果基本吻合。因此模型可用于模拟岩石块体入水等问题。 展开更多
关键词 水库 滑坡涌浪 数值模拟 FLUENT
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滑坡涌浪对锚泊船舶运动响应的试验研究
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作者 袁培银 李渝锋 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第12期33-38,共6页
滑坡涌浪主要表现为滑体以一定的高速冲入水中,水体被激起巨大的涌波,使部分区域出现极为复杂的波动现象,对水工结构造成极大破坏。本文采用大缩尺比模型试验,探究张紧式首尾2条锚链和舷侧4条锚链2种不同锚泊形式下船舶在遭遇不同涌浪... 滑坡涌浪主要表现为滑体以一定的高速冲入水中,水体被激起巨大的涌波,使部分区域出现极为复杂的波动现象,对水工结构造成极大破坏。本文采用大缩尺比模型试验,探究张紧式首尾2条锚链和舷侧4条锚链2种不同锚泊形式下船舶在遭遇不同涌浪后的运动响应分析情况。对比研究表明,在遭遇滑坡涌浪时,舷侧4锚链锚泊形式的稳定性较好,首尾2锚链的稳定性较差,但首尾2锚链能够很好限制船舶的横摇运动,2种工况在弱涌浪作用下的横摇和纵摇运动周期时长均大于在强涌浪作用下的运动周期时长。该研究成果可对锚泊船舶的应急响应提供新的理论支撑。 展开更多
关键词 滑坡涌浪 船舶运动 模型试验 响应分析
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三峡库区三门洞滑坡潜在涌浪风险研究 被引量:7
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作者 霍志涛 黄波林 +2 位作者 王鲁琦 卢书强 范意民 《灾害学》 CSCD 北大核心 2019年第4期107-112,共6页
三峡库区三门洞滑坡总体积为548万m^3,属大型滑坡,一旦滑移破坏,所产生的涌浪将威胁青干河航运安全。在现场调查及长期监测数据的基础上,对滑坡的变形破坏机理进行了分析;通过工程类比法、质点能量法及公式法得到了滑坡的失稳运动特征,... 三峡库区三门洞滑坡总体积为548万m^3,属大型滑坡,一旦滑移破坏,所产生的涌浪将威胁青干河航运安全。在现场调查及长期监测数据的基础上,对滑坡的变形破坏机理进行了分析;通过工程类比法、质点能量法及公式法得到了滑坡的失稳运动特征,采用基于水波动力理论的FAST数值模拟软件对三门洞滑坡的涌浪风险进行了计算分析。结果表明,滑坡目前处于等速变形阶段,属于欠稳定状态,在降雨或水库周期性蓄水等诱发因素的影响下,滑坡存在大规模滑移的可能性。计算可知,滑坡的最大滑动速度可达4.51m/s,产生的最大涌浪高度为21.0m,对岸最大爬高为25m。此外,借鉴海啸预警划分方法,对滑坡区域进行了危险预警区域的划分。 展开更多
关键词 三峡库区 滑坡涌浪 风险预测 数值模拟 预警分区
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弯曲河道滑坡涌浪传播特性的试验研究 被引量:6
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作者 袁培银 王平义 赵宇 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期76-81,共6页
高陡岸坡的地质环境复杂,规模差异大,库水位变动、水体侵蚀及水休长期侵润,都容易使岸坡发生大变形,稳怎性降低,进而发生垮塌,滑坡体高速冲入库区,会对水工结构、过往船只及陆地建筑造成一定范围的影响,甚至翻越坝体,造成坝体溃决。以... 高陡岸坡的地质环境复杂,规模差异大,库水位变动、水体侵蚀及水休长期侵润,都容易使岸坡发生大变形,稳怎性降低,进而发生垮塌,滑坡体高速冲入库区,会对水工结构、过往船只及陆地建筑造成一定范围的影响,甚至翻越坝体,造成坝体溃决。以单因子物理模型正交试验为手段,自主研发设计了超声波浪采集器,分析了滑坡初始涌浪待征,考察滑坡涌浪与岸坡的非线性作用,研究其传播及发展规律,研究表明:滑坡涌浪的波峰及波谷较陡,波轴线上下不对称,滑坡体宽度越大,滑坡体下滑过程中与水体的能呈交换越允分,滑坡体下滑的能呈损失越小,滑坡涌浪的高度越大,滑坡体呼度越大,滑坡体体积越大,滑坡体下滑的能量越大,滑坡涌浪的高度越大。该研究成果可为水利工程建设、防洪规划提供一定指导意见。 展开更多
关键词 港口工程 弯曲河道 滑坡涌浪 传播特性 试验研究
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基于改进的FAST模型的千将坪滑坡涌浪研究 被引量:5
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作者 赵永波 王健 +2 位作者 黄波林 谭建民 王世昌 《华南地质与矿产》 CAS 2017年第4期411-418,共8页
千将坪滑坡是三峡库区支流浅水区滑坡产生涌浪的典型案例,但对大范围、长距离的水动力过程和涌浪灾害分析研究成果较少。基于浅水区滑坡涌浪物理实验的推导公式,更新了FAST涌浪计算系统,构建了相应的涌浪源数值模型,在已有的滑坡涌浪灾... 千将坪滑坡是三峡库区支流浅水区滑坡产生涌浪的典型案例,但对大范围、长距离的水动力过程和涌浪灾害分析研究成果较少。基于浅水区滑坡涌浪物理实验的推导公式,更新了FAST涌浪计算系统,构建了相应的涌浪源数值模型,在已有的滑坡涌浪灾害快速评价系统程序中新构建了浅水区滑坡涌浪源数值模型,开展了千将坪滑坡涌浪研究。数值计算区域为18.6 km×11.8 km,包括千将坪滑坡附近的长江干流及支流。计算结果显示,千将坪滑坡产生的最大浪高为38.8 m,最大爬高为36.7 m。最大涌浪空间分布显示大于1 m涌浪的河道长约10.5 km,大于2m涌浪的河道长约9.3 km,大于3 m涌浪的河道长约8 km。大于1 m的波浪影响范围主要集中在青干河和锣鼓洞河,涌浪在河道中传播受地形影响而有快速衰减或放大效应。与多源数据对比表明,涌浪爬高数值相差为±2 m,相关性系数达0.97。建立的涌浪数值模型具有消耗计算资源少、计算速度快、计算结果精度较好等优点。基于水波动力学的浅水区滑坡涌浪源模型将可用于水库区支流或干流浅水区滑坡产生的涌浪问题研究,为大范围长距离滑坡涌浪灾害预测预警提供重要技术支撑。 展开更多
关键词 千将坪滑坡 浅水区滑坡涌浪源模型 水波动力学 涌浪过程 影响范围
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基于粒子图像测速技术的滑坡-涌浪两相运动分析系统 被引量:4
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作者 陈小婷 黄波林 +2 位作者 王健 张全 冯万里 《地质力学学报》 CSCD 2020年第4期492-499,共8页
滑坡-涌浪灾害威胁沿河两岸居民生产生活安全和航道安全。当前尚缺乏同步提供流固两相运动矢量的相关物理试验分析系统,以深刻分析滑坡-涌浪产生机制。文章提出了基于流固两相识别的粒子图像测速(PIV)技术和试验实现方法。利用2560×... 滑坡-涌浪灾害威胁沿河两岸居民生产生活安全和航道安全。当前尚缺乏同步提供流固两相运动矢量的相关物理试验分析系统,以深刻分析滑坡-涌浪产生机制。文章提出了基于流固两相识别的粒子图像测速(PIV)技术和试验实现方法。利用2560×1024像素的工业相机,该PIV技术可实现在3 m×1.5 m视窗下最小1.17 mm的空间分辨率和0.01 s内最小0.117 m/s的观测速度。同时,提出了与该系统方法有关的误差来源和克服相关问题的解决方法。利用相关硬件设施示范性构建了滑坡-涌浪两相运动观测平台,并编制了专门的解算软件。对三维柱体颗粒崩塌、二维柱体颗粒崩塌及其涌浪和水下崩塌-涌浪进行了展示性试验,取得了良好效果。该系统可以揭示广泛的岩土体及水体运动全过程,具有很好的应用前景;将为滑坡-涌浪及相关动力学领域研究提供强有力的研究工具。 展开更多
关键词 滑坡-涌浪 粒子图像测速技术 流固两相识别 柱体崩塌 运动矢量场
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