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长周期波浪激发矩形港池多模态共振研究 被引量:7
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作者 张翔 马小舟 +2 位作者 郑振钧 董雨进 董国海 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期28-36,共9页
长和宽接近的矩形港池存在横向、纵向及横纵向混合共振模态。采用基于混合有限元的椭圆型缓坡方程数值模型模拟不同波浪入射角的低频波浪激发矩形港池的多模态共振,并分析不同平面布置形式的矩形港池模态响应特性。结果表明,斜向波浪会... 长和宽接近的矩形港池存在横向、纵向及横纵向混合共振模态。采用基于混合有限元的椭圆型缓坡方程数值模型模拟不同波浪入射角的低频波浪激发矩形港池的多模态共振,并分析不同平面布置形式的矩形港池模态响应特性。结果表明,斜向波浪会激发港池的横向共振模态,其放大因子受入射角度影响较大,而纵向共振模态的放大因子受入射角度影响较小。口门宽度对港池的共振模态个数与放大因子均有影响,具体为:随着口门宽度增加,各阶模态放大因子减小。口门位置对纯横向以及纯纵向共振的振荡模式有显著影响,而对横向纵向混合模态影响较小。各阶模态放大因子的大小和波节线与波腹线与口门的相对位置密切相关。 展开更多
关键词 矩形港池 港湾共振 长周期波浪 多模态 横向共振
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海湾与变水深细长港的耦合振荡研究 被引量:3
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作者 郑振钧 马小舟 +1 位作者 董雨进 董国海 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期221-229,共9页
采用拓展型缓坡方程有限元模型模拟了变水深细长港和半圆形常水深海湾联结而成的耦合港池的港湾振荡现象。数值模拟结果表明,半圆形海湾的存在改变了入射波况和细长港的辐射阻尼,从而影响了细长港的共振特性。相关性分析表明,当海湾与... 采用拓展型缓坡方程有限元模型模拟了变水深细长港和半圆形常水深海湾联结而成的耦合港池的港湾振荡现象。数值模拟结果表明,半圆形海湾的存在改变了入射波况和细长港的辐射阻尼,从而影响了细长港的共振特性。相关性分析表明,当海湾与细长港水体体积之比远大于2.5时,海湾在耦合振荡中占主导地位,联结处和细长港的响应曲线在强度和变化趋势上都有明显的正相关关系。反之,细长港和海湾在耦合振荡中处于平等地位,响应曲线之间只在强度上表现出正相关关系。 展开更多
关键词 海岸工程 港湾振荡 耦合港池 辐射阻尼 拓展型缓坡方程
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港内地形对孤立波最大波面及波能的影响 被引量:2
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作者 郑子波 李铁骊 高俊亮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期74-80,共7页
为了研究不同的港内地形对孤立波诱发港湾振荡的影响,本文利用FUNWAVE-TVD模型,模拟了具有不同波高的入射孤立波在狭长型矩形港内引起的港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量地分离不同共振模态的响应波高,并系统地研究了入射孤立波... 为了研究不同的港内地形对孤立波诱发港湾振荡的影响,本文利用FUNWAVE-TVD模型,模拟了具有不同波高的入射孤立波在狭长型矩形港内引起的港湾振荡现象。基于正交模态分解法,定量地分离不同共振模态的响应波高,并系统地研究了入射孤立波波高及不光滑港内地形对港内最大波面及总波能的影响。研究发现:对于本文所研究的港内地形及入射孤立波波高变化范围,港口底墙处的最大波面随入射波波高的增加而增加,二者的关系曲线可由三次多项式很好地拟合;在本文所研究的港内水深范围内,两段折线型港口内的总波能随平均水深的增加而线性增加;相比于相同平均水深的斜坡型港口,波浪在平台型港口内的反射更强,港内波能随之有所减小。 展开更多
关键词 海岸工程 港湾振荡 孤立波 FUNWAVE-TVD模型 正交模态分解法 地形 矩形港口 波能分布 波幅
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复杂地形港池振荡的三维计算模型 被引量:2
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作者 王冬姣 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期114-118,共5页
采用满足Laplace方程、线性自由表面条件、外海海底边界条件以及无穷远处散射条件的格林函数作为基本解 ,建立了可处理复杂地形港池振荡的三维边界积分方程 .利用该模型计算了变水深矩形港池的振荡问题 ,其数值解与现有模型试验结果的... 采用满足Laplace方程、线性自由表面条件、外海海底边界条件以及无穷远处散射条件的格林函数作为基本解 ,建立了可处理复杂地形港池振荡的三维边界积分方程 .利用该模型计算了变水深矩形港池的振荡问题 ,其数值解与现有模型试验结果的符合程度是令人满意的 ,从而验证了计算模型的正确性 . 展开更多
关键词 边界积分法 港池振荡 复杂地形 三维计算模型
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Computation of Long-Term Statistical Properties of Wave Agitation in Harbors
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作者 LIN Jaw-Guei TUNG Chi C. 《China Ocean Engineering》 SCIE EI 1998年第3期285-296,共12页
In this paper, the long-term statistical properties of wave height in an idealized square harbor with a partial opening are studied. The incident waves are propagated into the harbor numerically by the finite/infinite... In this paper, the long-term statistical properties of wave height in an idealized square harbor with a partial opening are studied. The incident waves are propagated into the harbor numerically by the finite/infinite element method using three different wave models: (1) monochromatic wave train, (2) long-crested random wave train, and (3) short-crested random wave train. This study shows that for a given incident wave, the wave height in the harbor is affected by the wave model used. For long-term estimation of wave height exceedance probability, it is recommended that the waves be propagated into the harbor using the random wave model, and that wave heights be computed by use of the Rayleigh probability distribution. 展开更多
关键词 harbor oscillation numerical simulation wave height distribution
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关于N波激发的港湾共振研究 被引量:1
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作者 高俊亮 熊伟 +2 位作者 马小舟 刘盈溢 刘倩 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期1203-1210,共8页
本文采用一组完全非线性Boussinesq模型模拟了由两种不同形式的波峰在前的等边N波入射所激发的狭长矩形港内的瞬变港湾共振现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值,并进一步系统研究了入射N波波幅和入射N波形... 本文采用一组完全非线性Boussinesq模型模拟了由两种不同形式的波峰在前的等边N波入射所激发的狭长矩形港内的瞬变港湾共振现象。基于正交模态分解法,定量分离了港内不同共振模态的响应幅值,并进一步系统研究了入射N波波幅和入射N波形式对港内相对波能分布的影响。研究表明,随着入射波波幅的增大,分布于高模态上的波能的比重逐渐增加,港内波能的分布趋于均匀,入射N波形式对于港内相对波能的分布也有显著影响。相比于MS形式的入射N波,TS形式的入射N波诱发的港内波能分布更加均匀。 展开更多
关键词 港湾共振 N波 Boussinesq模型 正交模态分解法 波能分布
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矩形双曲余弦型水深港池振荡的数值模拟
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作者 席苛梦 马小舟 +1 位作者 王岗 董国海 《海岸工程》 2019年第2期124-133,共10页
为了研究由涌浪引发的港口横向振荡,采用完全非线性Boussinesq数值模型FUNWAVE2.0模拟了双曲余弦型水深的矩形港池内(1,1)模态的横向振荡。研究表明,只有在港池底部设置微小横向坡度,才能成功地激发横向震荡;而在横向水深不变的情况下,... 为了研究由涌浪引发的港口横向振荡,采用完全非线性Boussinesq数值模型FUNWAVE2.0模拟了双曲余弦型水深的矩形港池内(1,1)模态的横向振荡。研究表明,只有在港池底部设置微小横向坡度,才能成功地激发横向震荡;而在横向水深不变的情况下,无法激发明显的横向振荡。通过分析纵向坡度、横向坡度和入射波高对横向振荡的影响,了解了横向坡度的影响:当横向振荡幅值较小时,它与横向幅度保持线性关系;横向振荡的幅值较大时,它受到非线性强度的限制,增长缓慢。在纵向坡度较大,入射波高较小时,横向振荡的幅值经过一定时间的增长,能超过纵向振荡并主导港内的水体运动。所有横向振荡都是非线性作用的结果,而非单纯的由地形变化产生的绕射导致的。 展开更多
关键词 港湾振荡 横向振荡 数值实验 非线性作用
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双色波激发细长港内低频振荡的物理试验研究
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作者 吴宏桥 许建武 +3 位作者 马小舟 郑振钧 董雨进 董国海 《水运工程》 北大核心 2020年第8期15-22,共8页
通过物理试验研究双色波传入细长港池并激发港池低频振荡,合理的试验布局降低了波浪二次反射对造波机的影响问题。利用快速Fourier变换和小波变换方法分析双色波在港内的幅频响应以及波浪能量的时-频分布情况,并利用小波二阶谱分析港内... 通过物理试验研究双色波传入细长港池并激发港池低频振荡,合理的试验布局降低了波浪二次反射对造波机的影响问题。利用快速Fourier变换和小波变换方法分析双色波在港内的幅频响应以及波浪能量的时-频分布情况,并利用小波二阶谱分析港内波浪不同成分之间的非线性相互作用过程。结果表明:当双色波短波频率对应港池不同共振频率时,通过波浪非线性相互作用产生的二阶长波在港内响应幅值不同;短波频率对应港池较低共振频率时,波浪会在港内聚集更多的能量;二阶长波以及高次谐波与双色短波之间呈复杂的非线性能量传递过程。 展开更多
关键词 港湾共振 物理试验 双色波 波浪非线性 小波二阶谱
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离岸型半封闭圆形港湾振荡解析
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作者 段金辉 程建生 +1 位作者 杨久林 楚玉川 《船舶与海洋工程》 2020年第6期33-40,共8页
为研究离岸型半封闭圆形港湾振荡的机制和特征,引入圆弧结构水波绕射理论,建立离岸型半封闭圆形港湾振荡的理论计算模型。假定港湾具有刚性、垂直、薄壁、不可渗透和水深固定等特征,延伸港湾圆弧段形成的虚设柱面,将整个流场划分为内、... 为研究离岸型半封闭圆形港湾振荡的机制和特征,引入圆弧结构水波绕射理论,建立离岸型半封闭圆形港湾振荡的理论计算模型。假定港湾具有刚性、垂直、薄壁、不可渗透和水深固定等特征,延伸港湾圆弧段形成的虚设柱面,将整个流场划分为内、外2个区域。以Helmholtz方程为控制方程,用特征函数展开,在公共边界上进行匹配。匹配原则是公共边界上速度连续、压力连续,从而得到任意角度入射波作用下,港湾口门张角大小可变的半封闭圆形港湾内外区域上波函数的级数解表达式,并将单一开口的理论模型拓展到多个口门的情形。通过将解析解与封闭圆形港湾理论解和相关研究结果相对比,验证该理论模型的准确性。 展开更多
关键词 港湾振荡 半封闭区域 波浪绕射 特征函数
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双峰谱波浪诱发细长港低频振荡的物理试验研究
10
作者 王敏 吴宏桥 +1 位作者 何波 马小舟 《水运工程》 北大核心 2020年第9期67-76,共10页
针对低频波浪诱发港池振荡问题,通过物理模型试验研究了双峰谱中低频谱峰(fp1)和低频谱有效波高(Hs1)的变化对诱发细长港池低频振荡的影响。结果表明:1) fp1越接近港池第1共振频率,港内低频波浪响应越剧烈,通过fp1放大因子曲线可以准确... 针对低频波浪诱发港池振荡问题,通过物理模型试验研究了双峰谱中低频谱峰(fp1)和低频谱有效波高(Hs1)的变化对诱发细长港池低频振荡的影响。结果表明:1) fp1越接近港池第1共振频率,港内低频波浪响应越剧烈,通过fp1放大因子曲线可以准确识别港池的第1共振频率;同时Hs1的变化主要影响第1共振模态的波浪响应。2)基于平方小波二阶相关谱对港内波浪的非线性分析发现,fp1越接近港池第1共振频率或Hs1逐渐增大,港内波浪非线性相互作用均会明显增强。该研究结果对于涌浪和风浪长期共存的海域港口建设起到良好的指导作用。 展开更多
关键词 港湾共振 物理模型试验 双峰谱波浪 波浪非线性 平方小波二阶相关谱
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象山港海洋监测浮标在强台风“海葵”影响期间的可靠性分析 被引量:6
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作者 赵聪蛟 冯辉强 +1 位作者 祝翔宇 周燕 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期8-14,共7页
2012年第11号强台风"海葵"(Haikui)在宁波象山沿海登陆后,穿过象山港向西北移动。利用布放在象山港内的海洋监测浮标获取的气象、水质等实时监测数据,通过对地形及台风过境特点的分析,就"海葵"过境期间浮标应对台... 2012年第11号强台风"海葵"(Haikui)在宁波象山沿海登陆后,穿过象山港向西北移动。利用布放在象山港内的海洋监测浮标获取的气象、水质等实时监测数据,通过对地形及台风过境特点的分析,就"海葵"过境期间浮标应对台风影响的可靠性进行了探讨。结果表明:1)台风"海葵"过境期间,象山港海面受风应力驱动产生近惯性振荡,引起海水搅动,使水温下降;浮标实测气压持续下降,台风登陆2h后才回升;风速和降雨量呈波动变化,台风风暴增水及径流使象山港水量、水深增加,水温下降,盐度减小,水体浊度增大。2)江、浙、皖的地形特征使台风强度逐渐衰减,在其过境期间,近惯性振荡持续时间较短,未对象山港海洋监测浮标产生大的影响,浮标基本没有发生位置偏移。3)象山港生态监测浮标的抗风能力达到了设计要求,是一个比较稳定的实时监测系统。象山港可以作为台风影响期间浮标的避风港。 展开更多
关键词 象山港 海洋 浮标 台风“海葵” 近惯性振荡
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