开孔板式透空堤水动力特性物模研究

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依据弧板式透空堤结构可以破坏水质点水平及竖直方向运动的消浪机理,本文在前人研究的基础上推陈出新,提出了一种新型的开孔板式透空堤,即上弧板迎浪侧圆形开孔,下弧板迎浪侧方形开孔的双层弧板结构。文章是在物理模型试验的基础上进行的,将等比例缩小制作的模型结构(1:30)放置在波流水槽系统中,采用人工波浪水槽造波系统来模拟实际波浪效果,通过在水槽中布置浪高仪以及压力传感器等仪器来统计结构物在不同工况下的试验数据,对数据加以处理后探究变化规律,从而探索结构物的水动力性能。通过将试验数据归纳整理得出透射系数、反射系数、压强、波浪总力等的变化规律,将这些因素分析比较后得出如下研究成果:1.透射系数受板间距影响不明显,无论是通过改变开孔板式透空堤的潜深还是调整波高来创造不同的工况,透射系数受板间距影响都不大;透射系数总体呈现随着潜深的增大而增大的趋势;透射系数整体随着波高的增大而增大,但在波高为0.08m和0.10m时较为接近;透射系数随着相对板宽的增大呈现先增大后减小的趋势。2.改变波高探究反射系数的变化趋势在模型处于不同潜深时有较大差异,潜水状态时候反射系数随着波高增大而减小;出水和平水状态时,波高为0.08m和0.10m时的反射系数相近,波高为0.06m时反射系数有明显波动;改变板间距,反射系数在不同工况下变化不明显,模型的消浪效果受板间距影响较小;改变潜深,在开孔板式透空堤模型处于潜水状态时,反射系数的表现和开孔板式透空堤模型处于平水和出水状态有较大差异,后者消浪效果更好也更加稳定。3.开孔板式透空堤双弧板的上下表面的正向压强与负向压强变化曲线大多关于横轴对称,上层板上表面距离水面较近,受到的波浪冲击较大,测得的波正压和波负压数值相对于其余表面要大,下层板下表面测得的波压力数值最小,不同点位的波压起伏也很小;从波压力的角度看,板间距对开孔板式透空堤模型的受力特性影响很小。4.同一工况下开孔板式透空堤模型的垂直波浪总力大于水平波浪总力,垂直波浪总力的数值是水平波浪总力的3倍左右,反映出透空堤开孔板式垂直消波的作用要大于水平消波,潜水堤受到的波浪总力较出水堤和平水堤更小也更加稳定。
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