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An Experimental Study of Irregular Wave Forces on Multiple Quasi-ellipse Caissons

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Ｊ．Ｍａｒｉｎｅ　Ｓｃｉ．Ａｐｐ１．（２０１４）１３：２６５—２７３　ＤｏＩ：ｌ０．１００７／ｓｌ１８０４—０１４．１２５６—８　

Ａｎ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｉｒｒｅｇｕｌａｒ　Ｗａｖｅ　Ｆｏｒｃｅｓ　ｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｑｕａｓｉ——ｅｌｌｉｐｓｅ　Ｃａｉｓｓｏｎｓ　

Ｘｉａｏｚｈｏｎｇ　Ｒｅｎ　，Ｐｅｎｇ　Ｚｈａｎｇ２，Ｙｕｘｉａｎｇ　Ｍａ３　ａｎｄ　Ｙｕｆａｎ　Ｍｅｎｇｌ　

』．Ｄａｌｉａｎ　Ｊｉｕｃｈｅｎｇ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｄａｌｉａｎ　１１６００￣Ｃｈｉｎａ　２．ＣＣＣＣ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ　ＩＯ０００Ｚ　Ｃｈｉｎａ　３．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂ．ｏｆＣｏａｓｔａｌａｎｄＯｆｆｓｈｏｒｅＥｎｇ．，Ｄａｌｉａｎ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ　１１６０２￣Ｃｈｉｎａ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｒｒｅｇｕｌａｒ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ　ｏｎ　ｑｕａｓｉ．ｅｌｌｉＦ，ｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｉｒｒｅｇｕｌａｒ　ｗａｖｅｓ　ｗｅｒｅ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｊｏｎｓｗａｐ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｗｉｔｈ　ｔｗｏ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｗａｖｅ　ｈｅｉｇｈｔｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｐｅａｋ　ｐｅｒｉｏｄｓ　ｒａｎｇｅ　ｆｒｏｍ　１．１９　ｓ　ｔｏ　１．８ｌ　ｓ．Ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｗａｖｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｅｎｆｆｅ　ｌｉｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ａｒｅ　ｆｒｏｍ　０。ｔｏ　２２．５。．Ｔｈｅ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ｒａｎｇｅｓ　ｆｒｏｍ　２　ｔｏ　３　ｔｉｍｅｓ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｉｄｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｉｓｓｏｎ．　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ　ｏｆ　ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ａｎｄ　ｎｏｎ。ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｉｎｔｅｒｖａｌ　ａｎｄ　ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｗａｖｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｈａｖｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃａｓｅ　ｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｃａｉｓｓｏｎｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｗａｖｅ　ｌｅｎｇｔｈ；ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｉｎｔｅｒｖａｌ；ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｗａｖｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ；ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｗａｖｅ　ｈｅ　Ｊ　ｇｈｔ；ｑｕａｓｉ—ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ；ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｑｕａｓｉ—ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ；ｉｒｒｅｇｕｌａｒ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ　

Ａｒｔｉｃｌｅ　ＩＤ：１６７１－－９４３３（２０１４）０３・－０２６５－－０９　１　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｇｒａｖｉｔｙ　ｄｏｌｐｈｉｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｈａｒｂｏｕｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ（Ｚｈａｏ，２００８；Ｈｏｕ，２００８）．Ｔｈｉｓ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｈａｓ　ｍａｎｙ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｂｅｉｎｇ　ａｂｌｅ　ｔｏ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｌａｒｇｅ　ｌｏａｄｓ．ｈａｓ　ｓｔｒｏｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｕｒａｂｉｌｉⅣ．ａｎｄ　ｈａｓ　ｇｏｏｄ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ａｎｄ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｑｕｉｃｋ　ｔｏ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ　ａｎｄ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｓ　ｉｔ　ｉｎｖｏｌｖｅｓ　ｍｉｎｉｍｕｍ　ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ　ｗｏｒｋｓ．　Ｔｈｅ　ｑｕａｓｉ—ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｇｒａｖｉｔｙ　ｄｏｌｐｈｉｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｉｒｓｔ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒａｖｉｔｙ　ｄｏｌｐｈｉｎ　ｗｈａｒｆ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｄａｌｉａｎ　ｏｒｅ　ｔｅｒｍｉｎａｌ（ｐｈａｓｅ　ＩＩ　ｐｒｏｊｅｃｔ）（Ｂａｉ　ａｎｄ　Ｈｕ，２００６）．Ａ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｉｓ　ｎｏｒｍａｌｌｙ　ｍａｄｅ　ｕｐ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｐａｒｔｓ，ｔｈｅ　ｆｒｏｎｔ　ａｎｄ　ｒｅａｒ　ｐａｒｔｓ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｓｅｍｉｃｉｒｃｌｅ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ　ｐａｒｔ　ｉｓ　ｆｌ　ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ　ｓｅｃｔｉｏｎ．　Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｃｉｒｃｕｌａｒ　ｃａｉｓｓｏｎ，ｔｈｅ　ｑｕａｓｉ．ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｉｓ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｂｅｔｔｅｒ　ｓｕｉｔｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ　ｐｒｅｃａｓｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｂｅｃａｕｓｅ　ａ　ｗｈａｒｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ａ　ｓｉｎｇｌｅ　ｒｏｗ　ｏｆ　ｑｕａｓｉ．ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ａｒｅ　ｌｅｓｓ　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｄａｔｅ：２０１３－１２．Ｏ９．　Ａｃｃｅｐｔｅｄ　ｄａｔｅ：２Ｏｌ４—０５—１２．　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｉｔｅｍ：Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　ｕｎｄｅｒ　Ｇｒａｎｔ　Ｎｏ．５１ｌ０９０３２．ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｎａｔｕｒａ１　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆＣｈｉｎａｕｎｄｅｒＧｒａｎｔＮｏ．５０９２１００１．　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ　Ｅｍａｉｌ：ｒｅｎｘｉａｏｚｈｏｎｇ２０００ｆ　ｌ６３．ｃｏｍ　◎Ｈａｒｂｉｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ａｎｄ　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｌａｇ　Ｂｅｒｌｉｎ　Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ　２０１４　ｌｉｋｅｌｙ　ｔｏ　ｓｕｆｆｅｒ　ｆｒｏｍ　ｕｎｅｖｅｎ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｒｏｗｓ　ｏｆ　ｃｉｒｃｕｌａｒ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ｆＺｈｕ　ａｎｄ　Ｄｉｎｇ，　２００７；Ｄｏｎｇ，２００８）．Ｉｎ　ａ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｗａｙ　ａｓ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｌａｒ　ｃａｉｓｓｏｎ（Ｎｅｅｌａｍａｎｉ　ｅｔ　ａ１．，２０００；Ｖｉｉａｙａｌａｋｓｈｍｉ　ｅｔ　ａ１．，２００７）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ　ｃａｉｓｓｏｎ（Ｌｉ　ｅｔ　ａ１．，　２００２，２００３。２００５；Ｃｈｅｎ　ｅｔ　ａ１．，２００３；Ｓｕｈ　ｅｌ　ａ１．，２００６；Ｌｉｕ　ｅｔ　ａ１．，２００６，２００７，２００８）ｔｈａｔ　ｈａｖｅ　ｌｏｎｇ　ｂｅｅｎ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ａｎｄ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｑｕａｓｉ．ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ｗｉｌｌ　ａｌｓｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｗａｖｅｓ　ｉｎ　ｆｒｏｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃａｉｓｓｏｎ．　Ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ，ｄｅｓｐｉｔｅ　ｔｈｅｉｒ　Ｓｕｃｃｅｓｓｆｕ１　ｕｓｅ　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ｂｅｈａｖｉｏｕｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｑｕａｓｉ—ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｉｓ　ｌｉｔｔｌｅ　ｋｎｏｗｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｉｎ　ｒｅｇａｒｄｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｑｕａｓｉ—ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ．Ｔｈｅ　ｌｉｎｅａｒ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅ　ｏｎ　ａ　ｑｕａｓｉ．ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｈａｓ　ｒｅｃｅｎｔｌｙ　ｂｅｅｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　Ｒｅｎ　ｅｔ　ａ１．（２００９）．Ｗａｎｇ　ｅｔ　ａ１．　（２０ｌ１、ｈａｖｅ　ａｌｓｏ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ａ　３Ｄ　ｄｏｍａｉｎ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｍｏｄｅ１．Ｂｕｔ　ｔｈｅｓｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｌｉｍｉｔｅｄ　ｔｏ　ａ　ｓｉｎｇｌｅ　ｑｕａｓｉ—ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｑｕａｓｉ—ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｑｕａｓｉ－ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎｓ．　Ｔｈｅ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｑｕａｓｉ．ｅＵｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ａｒｅ　ｅｘｐｅｃｔｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｖｅｒｙ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ　ｏｎ　ａ　ｓｉｎｇｌｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ａｄｊａｃｅｎｔ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ｍａｙ　ｉｎｔｅｒａｃｔ　ｓｔｒｏｎｇｌｙ　ｗｉｔｈ　ｅａｃｈ　ｏｔｈｅｒ　ｉｎ　ａ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｗａｙ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｇｅｔ　ａ　ｂｅｔｔｅｒ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｅｓ　ｏｆ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｑｕａｓｉ．ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｇｕｉｄａｎｃｅ　ｔｏｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｑｕａｓｉ．ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　ａ　ｓｃａｌｅｄ　ｐｈｙｓｉｅａｌ　ｍｏｄｅ１．Ｂｏｔｈ　ｎｏｎ・－ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ　ｑｕａｓｉ．．ｅｌｌｉｐｓｅ　ｃａｉｓｓｏｎ　ａｒｒａｙｓ　ｗｅｒｅ　ｔｅｓｔｅｄ　ｆｏｒ　ａ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｗａｖｅ　ａｎｄ　ｃａｉｓｓｏｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｗａｖｅ　ｆｏｒｃｅｓ　ａｎｄ　ｗａｖｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｗａｖｅ　ｌｅｎｇｔｈ，ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｗａｖｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｗａｖｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．　

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4 波浪传播变形和破碎

4 波浪传播变形和破碎

海岸动力学Coastal Dynamics长沙理工大学水利工程学院School of Hydraulic Engineering, Changsha University of Science & Technology Lecturer(主讲教师)：Dr. Chen Jie(陈杰)2012.10在深海中形成及发展的风浪，离开风区后继续传播，传播围窄，波形接近于简谐波。

涌浪传到滨海区以后，会受到海底地形、地貌、水深变涌浪传到滨海区以后，会受到海底地形、地貌、水深变涌浪传到滨海区以后，会受到海底地形、地貌、水深变课程内容：波浪在浅水中的变化对港口海岸建筑物和近岸航道设计等是非着航道和港区的淤积，造成岸滩的侵蚀变形。

波浪的浅水变形开始于波浪第一次一、波浪守恒(Wave conservation)二、波能守恒和波浪浅水变形(Wave Shoaling)二、波能守恒和波浪浅水变形gH E ρ=gH E ρ=gH E ρ=/20L h L c π三、波浪折射三、波浪折射斯奈尔定律（Snell2 折射引起的波高变化相邻波向线之间的间距0cos cos αα41202sin sin ⎟⎟⎠⎞−−αα根据折射图可以直观的得到沿岸波高的分布情况：根据折射图可以直观的得到沿岸波高的分布情况：在海岬岬角处，波向线将集中，这种现象称为辐聚，此处辐聚、辐散将使海岸上各处的波高不等，这对海岸上泥沙运动有着重要影响。

波浪辐聚处波能集中，可能会引起强烈的冲刷，反之，波浪辐散处波能分散，可能产生泥沙淤积。

　波浪守恒：T不变四、波浪的反射与绕射四、波浪的反射与绕射四、波浪的反射与绕射入射波和反射波相互干扰而形成组合波。

2.波浪绕射（同，愈深入掩蔽区内波高愈小，港口或天然海湾内的波Shadow zone Wave zoneBreakwater Wave rays如何考虑波浪的绕射？如何考虑波浪的绕射？(2)不规则波绕射波浪破碎(wave breaking)波浪破碎原因？？波浪破碎原因五、波浪的破碎米切尔1893年提出深水推进波的极限波陡为：深水破碎指标:破碎指标:海滩坡度m=tgβ(β为底坡与水平轴的夹角)对于破碎指标有2.破碎波类型“崩波”型破碎波(Spilling)：“卷波“激散波。

低速冲击条件下剪切增稠液力学特性的试验和数值仿真研究

低速冲击条件下剪切增稠液力学特性的试验和数值仿真研究

第52卷第4期2021年4月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.52No.4Apr.2021低速冲击条件下剪切增稠液力学特性的试验和数值仿真研究尹根，姚松，刘凯，雷彬(中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室，湖南长沙，410075)摘要：为了探究剪切增稠液(STF)在冲击环境下的力学特性，设计并进行低速冲击试验。

利用有限元方法在软件ABAQUS 下对STF 的低速冲击试验过程进行建模，构造分段Cross 模型，完整表征STF 在宽域剪切速率下的流变性质，并赋给仿真模型。

通过将试验中冲击重物的加速度响应与有限元模拟的加速度响应进行比较，验证模型的合理性，并在此基础上探究低速冲击过程中STF 的缓冲机制，分析STF 在缓冲过程中的应力及其变化规律。

研究结果表明：剪切增稠液不仅具有优异的缓冲性能，而且能随冲击重物速度的提高保持稳定吸能效果，显现出自适应性质。

关键词：剪切增稠液(STF)；低速冲击；分段Cross 模型；STF 仿真中图分类号：O373；TB34文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2021）04-1327-10Experimental and numerical simulation of mechanical propertiesof shear thickening fluid during low velocity impactYIN Gen,YAO Song,LIU Kai,LEI Bin(Key Laboratory of Traffic Safety on Track of Ministry of Education,School of Traffic &TransportationEngineering,Central South University,Changsha 410075,China)Abstract:In order to explore the mechanical properties of shear thickening fluid(STF)in impact environment,a low-speed impact test was designed and conducted.The finite element method was used to model the low-speed impact test process of STF with the software ABAQUS.By constructing the sectional cross model,the rheological properties of STF at a wide shear rate were fully characterized and given to the simulation model.The rationality of the model was verified by comparing the acceleration response of the impacted heavy object with the acceleration response of the finite element simulation.On this basis,the cushioning mechanism of STF during the low-speed impact was explored,and the stress magnitude and change law of STF during the cushioning processDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2021.04.029收稿日期：2020−06−29；修回日期：2020−08−10基金项目(Foundation item)：国家重点研发计划项目(2016YFB1200602-33)(Project(2016YFB1200602-33)supported by theNational Key Research and Development Program of China)通信作者：姚松，博士，教授，博士生导师，从事列车结构强度及动力学、铁路行车安全分析评估、结构拓扑优化等研究；E-mail:song_yao@引用格式：尹根,姚松,刘凯,等.低速冲击条件下剪切增稠液力学特性的试验和数值仿真研究[J].中南大学学报(自然科学版),2021,52(4):1327−1336.Citation:YIN Gen,YAO Song,LIU Kai,et al.Experimental and numerical simulation of mechanical properties of shear thickening fluid during low velocity impact[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2021,52(4):1327−1336.第52卷中南大学学报(自然科学版)were analyzed.The results show that the shear thickening fluid not only has excellent cushioning performance,but also can withstand the impact of the weight velocity,improve and maintain a stable energy absorption effect, showing the adaptive nature.Key words:shear thickening fluid(STF);low velocity impact;segmented Cross model;STF simulation剪切增稠(shear-thickening)是一种非牛顿流体性质，是指黏度随剪切速率增加而增大的流体流变现象[1−3]。

风浪联合作用下分布式调谐质量阻尼器对海上半潜漂浮式风机的减振控制

风浪联合作用下分布式调谐质量阻尼器对海上半潜漂浮式风机的减振控制

第 37 卷第 4 期2024 年4 月振 动 工 程 学 报Journal of Vibration EngineeringVol. 37 No. 4Apr. 2024风浪联合作用下分布式调谐质量阻尼器对海上半潜漂浮式风机的减振控制罗一帆1，2，孙洪鑫1，2，王修勇1，2，陈安华3，彭剑1，2，左磊4（1.湖南科技大学土木工程学院，湖南湘潭 411201； 2.湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室，湖南湘潭 411201； 3.湖南科技大学机电工程学院，湖南湘潭 411201；4.美国密歇根大学船舶海洋工程系，美国安娜堡 48109）摘要: 海上半潜漂浮式风机在复杂深海环境下产生有害振动会威胁风机的安全性和耐久性，针对该问题并结合美国NREL的5 MW样机的漂浮平台几何结构构造，提出利用分布式调谐质量阻尼器（Tuned Mass Dampers，TMDs），即分别在漂浮平台的3根浮筒中布置TMD，形成等边三角形布置，对随机风浪联合作用下海上半潜漂浮式风机的平台纵摇振动进行控制。

为了更好地描述分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机的减振效果，基于拉格朗日方程和模态叠加法，对海上半潜漂浮式风机‑TMDs耦合系统提出并建立了9自由度多体动力学模型。

基于H∞算法，即以平台纵摇频响函数的峰值为优化目标，对分布式TMDs的参数进行优化设计，优化设计中考虑了3个TMDs之间的耦合关系。

对风机‑TMDs耦合系统开展了风浪联合作用下的数值模拟，分析了分布式TMDs对平台纵摇响应的减振效果。

结果表明：最优设计下的分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机平台纵摇振动具有良好的减振性能；在三种不同工况的随机风浪荷载作用下，分布式TMDs对平台纵摇固有频率附近的功率谱密度曲线峰值减振率和标准差减振率能分别达到39%和52%以上。

关键词:振动控制；海上半潜漂浮式风机；多体耦合动力学模型；分布式调谐质量阻尼器；参数优化中图分类号: TB535；TK83 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523（2024）04-0565-13DOI：10.16385/ki.issn.1004-4523.2024.04.004引言随着全球变暖的加速和人们环境保护意识的增强，可再生清洁能源的生产和使用变得越来越重要，其中海上风能因其风速高、风力稳定、对环境影响小等优点受到广泛关注。

不规则波作用下海堤越浪量试验研究

不规则波作用下海堤越浪量试验研究

ｗｉ ｈ ｒｅ ｕ ａ ｖ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ｗ ｖ ｖ ｒｏ ｐ ｎ ｓ ｂ ｓｃ ｌ ｈ ａ ｏ ｔ ｅ ｔ ｔ ｅ ｉ ｇ ｌ ｒｗａ ｅ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｈ ａ ｅ ｏ ｅ ｐ ｉ ｇ ｉ ａ ｉ ａ ｌ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｈ ｒ ｓ ｌ ｔ ｙ ｗａ ｅ Ｉ ａ ｕ ｎ Ｏ ｄ ｅ ｈ ｈ ｎ ｅ ｒ ｌ ．Ｔ ｅ ｗ ｖ ｕ — ｐ ａ ｄ ｔ ｅ ｌ ｖ ｅ ｆ ｅ ｂ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｆ ｃ ｈ ａ ｅ ｖ Ｌ － ｐ ａ ｄ Ｓ ｏ ｓｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｕ ｅ ｈ ａ ｅ ｒ ｎ ｕ ｎ ｈ ｅ ｅ ｒ — ｏ ｒ ａ ｅ ｅ ｔｔｅ ｗ ｖ ｉ ｅ ｌ ｏ ｅ ｔ ｐ ｉ ｇ ｃ ａ ｇ ｓ ｐ ｅｅ ａ ｌ ．Ａ ｎ ｗ ｃ ｌ ｕ ａｉ ｎ ｆ ｒ ｌ ｎ ｔ ｅ ｉｒ ｇ ｌｒ ｗａ ｅ ｏ ｅ ｔ ｐ ｉ ｇ ｉ ｅ ｕ ｎ ｈ ｖ ｒ ｐ ｎ ｈ ｎ ｅ ｒ ｆ ｒ ｂ ｙ ｅ ａ ｃ ｌｔ ｏ ｍｕ ａ ｏ ｈ ｒｅ ａ ｖ ｖ ｒ ｐ ｎ ｓ ｓ ｔｏ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｏ ｕ ｏ
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越 浪 量 是指 波 浪 作 用在 海 堤 上 水 体 上 爬 后 越
年 Ｏ ｅ【 对 单坡 及 复坡 海堤 越 浪量进 行 了系统 的 ｗ ｎ川 ５
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