水 利 学 报
2003年06月 SHUILI XUEBAO 第6期
105 文章编号：0559-9350（2003）06-0105-06
斜坡式防波堤前海冰堆积数值模拟
王永学1，李春花1,2，孙鹤泉1，李志军1
(1.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2.国家海洋环境预报中心，北京 100081)
摘要：本文将海冰在斜坡式防波堤前的堆积过程简化为二维的动力学问题，假定海冰为粘弹性体，在多边块体运动
模拟系统基础上，采用离散元数值方法对冰排爬升堆积过程进行了实时仿真模拟。通过与二维理论断裂模型及物理
模型试验结果对比，证明了此数值模型的合理性与可行性。
关键词：海冰堆积；防波堤；离散元法
中图分类号：P731.15 文献标识码：A
海洋动力因素造成的海冰变形断裂、重叠与堆积过程的机理以及海冰与结构物的相互作用问题长期以
来一直是海岸工程领域的困难课题。国内外当前海冰堆积的理论成果基本上是假定冰排为一均质的半无限
长弹性板，在风和流的驱动力下与斜面结构相互作用，冰排在爬升堆积过程中只发生弯曲断裂。由于斜面
倾角较大时，屈曲或挤压破坏的成分不可避免，所以早期国际上发展的斜面冰堆积和冰作用力模式都是针
对小倾角斜面。对于海冰堆积过程的数值模拟，曾有学者试图利用有限元和边界元法来处理，但发现此类
方法只能模拟冰排的初始断裂[1,2]。目前，离散元法被认为是模拟海冰堆积过程比较有效的一种数值方法，
它能弥补有限元法和边界元法的不足，此方面的代表性工作有：Hocking等人假定海冰为弹塑性体，模拟
了冰排在坡度较小的人造岸坡上的爬升与堆积过程[3,4]；Hopkins还对小角度斜坡上海冰堆积过程进行了数
值模拟，并与实验结果进行了对比，但模拟现象与实验现象有所出入[5]。
本文模型在多边块体运动模拟系统基础上[6]，假定海冰为粘弹性体，设立了海底及斜坡式防波堤坡面
边界条件，利用离散元法来实时模拟斜坡式防波堤前海冰的堆积过程。此模型可以模拟海冰在不同倾角坡
水平斜插板透空式防波堤消波性能数值模拟
李昌良;蓝晓俊
【期刊名称】《水利水运工程学报》
【年(卷),期】2018(000)004
【摘 要】通过改进已有的防波堤模型,建立了一种新型水平斜板透空式防波堤模型.基于VOF方法建立了波浪与水平斜板防波堤相互作用的数值模型.经数值模拟研究了该新型水平斜板防波堤结构对波浪透射系数的影响,主要考虑了斜板角度、波陡、相对板间距、相对板宽和相对出水高度等因素对防波堤消波效果的影响.模拟结果显示:①水平斜插板透空式防波堤比水平板透空式防波堤的消波效果好.在斜插板作用下,随着斜板角度增大,透射系数逐渐增大,但增幅逐渐减小;②随着波陡增大,透射系数先减后增;③随着水平板间距增加,透射系数增大;④随着防波堤相对板宽的增大,透射系数逐渐减小;⑤随着防波堤出水高度增加,透射系数先减后增.结果表明,该新型结构防波堤的消波效果显著,可以很好地消减波浪,应用前景良好.
【总页数】6页(P75-80)
【作 者】李昌良;蓝晓俊
【作者单位】中国石油大学(华东),石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东),石油工程学院,山东青岛 266580
【正文语种】中 文
【中图分类】U656.2+4
【相关文献】 1.T型透空式防波堤消波性能的理论分析 [J], 王国玉;黄璐;任冰;王永学
2.双层水平板型透空式防波堤消波性能试验研究 [J], 唐琰林;张宁川;刘爱珍
3.半透空沉箱式防波堤的消波性能试验研究 [J], 陈宏洺;陈伟毅;王立辉;詹昌洵;李嘉东;阮天野
4.透空式防波堤消波性能试验研究 [J], 麻志雄
5.圆弧板透空式防波堤消波性能试验研究 [J], 潘春昌;王国玉;任冰;王永学
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２０１３年４月 第４期总第４７８期 水运工程 Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｐｒ．２０１３ Ｎｏ．４ ＳｅｒｉａｌＮｏ．４７８
２．江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江２１２００３）
摘要：为研究波浪冲击过程的流场特性，应用ＦＬＵＥＮＴ软件建立了规则波与平板结构相互作用的二维数学模型，模型 中采用ＲＡＮＳ方程和 ￡湍流模型，ｖＸＶＯＦ方法处理自由表面。通过对不同工况的数值模拟和试验结果比较，验证了模型的 可靠性，得到波浪对结构物底面冲击过程的流场变化特性。然后分别讨论了波陡、平板离开水面距离和板宽等因素对结构 物底面水质点最大垂向运动速度的影响，并研究了水质点运动速度和冲击压力之间的关系。
关键词：ＦＬＵＥＮＴ；规则波；透空式建筑物；波浪冲击；速度矢量 中图分类号：Ｔｕ ３５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２—４９７２（２０１３）０４—００５２—０５
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｗａｖｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｏｐｅｎ－ｐｉｌｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ＪＩＮ Ｆｅｎｇ ， ｆ１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｈａｒｂｏｒ，Ｃｏａｓｔａｌ ａｎｄ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｏｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎａｖａｌ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｏｃｅａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｊｉａｎｇｓｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｗａｖｅ ｉｍｐａｃｔ，ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｒｅｇｕｌａｒ ｗａｖｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＦＬＵＥＮＴ．ＲＡＮＳ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｋ－ｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｌｏｓｅ ｔｈｅ Ｒｅｙｎｏｌｄｓ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ．ＶＯＦ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｔｈｅ ｆｒｅｅ ｓｕｒｆａｃｅ．
第36卷第1期 岩 土 力 学 Vol.36 No. 1 2015年1月 Rock and Soil Mechanics Jan. 2015
收稿日期：2013-09-29 基金项目：中国地质调查局地质调查项目(No. 1212011014027)；国家自然科学基金项目(No. 41372321)。 第一作者简介：王世昌，男，1981年生，本科，工程师，主要从事地质灾害调查、环境地质调查、滑坡涌浪研究工作。
E-mail: wsc811001@ DOI：10.16285/j.rsm.2015.01.029 龚家方4号斜坡涌浪数值模拟分析
王世昌，黄波林，刘广宁，陈小婷
（中国地质调查局 武汉地质调查中心，湖北 武汉 430205） 摘 要：对于库区滑坡来说，不能只考虑滑坡体本身造成的灾害，还要考虑滑坡体引起的涌浪灾害，为了研究滑坡涌浪的传播、衰减规律，在Geo-wave软件的技术上，二次开发形成FAST软件。以三峡库区龚家方4号斜坡为研究对象，分别在175、156、145 m的库水位条件下，在长约23 km、宽约10.4 km的区域内进行涌浪数值模拟，获得涌浪传播模拟数据。经过模拟软件数据处理模块的计算分析，形成了分析涌浪传播规律的一系列图件。对不同水位下涌浪模拟的计算结果进行对比分析发现，随着库水位的下降，滑坡产生的最大涌浪值和在对岸的爬高值都有增长的趋势，但其对航道存在威胁的时间逐渐变短。模拟区各位置的最大波高空间分布形态具有中间内凹、两翼沿岸坡延伸的特征。涌浪传播的急剧衰减区基本分布在涌浪源附近1 km的范围内，涌浪源处的波高越大，单位距离内的涌浪下降高度也越大。由于涌浪在岸边有叠加、壅高现象，建议航道内船只经过地质灾害点附近时应沿江中心快速通行。 关 键 词：滑坡涌浪；数值模拟；爬高；三峡库区 中图分类号：TV 223 文献标识码：A 文章编号：1000－7598 (2015) 01－0212－08 Numerical simulation of tsunami due to slope failure at
