当代海洋馆里的表演水池所安装的透明亚克力玻璃板,主要是方便游客观赏海洋动物水中及跃起的运动姿态。亚克力板一般属空间弧形悬臂结构,尽管挡水高度不大,但跨度很大,在池内水压力作用下会产生较大的变形。目前,主要通过增加悬臂式腹臂提高其抵抗向外变形的刚度,但增加的腹臂会遮挡游客的视线,影响观赏效果。因此,能否在不增加腹臂的条件下,将亚克力玻璃板的变形控制在安全范围以内值得研究。亚克力玻璃板带有一定的脆性,其变形是我们首要关注的,属于变形控制,而要研究其变形首先要研究作用在直立亚克力玻璃壁上的浪压力分布,所以研究重点为波浪要素的计算和作用在直立板上的波浪动水压力。本文通过理论计算、模型试验和数值模拟这三种方法研究了表演水池直立亚克力板上的波浪压力及亚克力板在静、动水压力下的变形,主要工作内容如下:(1)从波浪理论的角度出发,运用斯托克斯波的二阶近似解和直墙前立波的五阶近似解中波高与波长的关系,并结合波浪理论要素之间的基本关系求解了动物表演涌浪情况下涌浪三要素的近似解。找出了一个区别于风浪要素,专门计算重物落水后激起的涌浪要素的计算方法。(2)运用使用范围较广的《海港水文规范》和《水工建筑物荷载设计规范》计算了海洋动物表演涌浪产生的波浪动水压力。(3)为进一步研究动水压力对亚克力玻璃板变形的影响,对表演水池进行了1:15的模型试验。测得了波浪三要素、动水压力及亚克力板变形,由相似关系预测了原型的各量。分析浪压力的竖向分布形式及大小,与规范公式比较,验证了表演水池鱼跃引起动水压力计算方法的可行性。(4)采用实测动水压力对鱼跃过程中亚克力板的受力变形进行了有限元计算模拟,与模型试验结果基本吻合。模型试验和数值计算表明:鱼跃动水压力使亚克力板产生的侧向位移最大达到静水压力位移的88.6%,基本与静水压力产生的位移相当,设计时应予以重视。