新型半潛式Jarlan型開孔防波堤結構及其水動力特性研究

《新型半潛式Jarlan型開孔防波堤結構及其水動力特性研究》是依託中國海洋大學，由劉勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：新型半潛式Jarlan型開孔防波堤結構及其水動力特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉勇
• 依託單位：中國海洋大學

中文摘要

本課題結合Jarlan型開孔防波堤的優勢，提出一種低透射、低反射、受力小的半潛透空式防波堤新結構，以彌補傳統擋板式透空防波堤上部結構受力大、對較長周期波掩護效果差的不足。建立理論模型分析防波堤新結構透射係數、反射係數、波浪力等水動力特性參數的變化規律，在此基礎上開展物理模型試驗和數值模擬研究，獲得防波堤周圍的波面變化特性、流場變化特性以及結構的受力特性。根據模型試驗和數值計算成果，揭示防波堤新結構的消浪機理，最佳化結構的水動力特性，提出消浪效果好、受力小的防波堤結構型式，給出防波堤新結構的設計理論。本研究對促進海岸工程新結構的發展、實現海岸工程建設與海岸環境保護相協調等有重要的理論意義和實用價值。

結題摘要

本課題建立了波浪與半潛式Jarlan型開孔防波堤新結構相互作用的數學分析模型，並開展了模型試驗和數值模擬研究。將理論、試驗和數值分析結果相結合，深入分析了開孔防波堤新結構透射係數、反射係數、波浪力等水動力特性參數的變化規律，揭示了防波堤新結構的消浪機理，最佳化了結構的水動力特性，給出了新結構的設計理論。完成了本課題的預期研究目標，研究成果有助於促進我國海岸工程新結構領域的研究進展，並為工程設計提供指導。 本課題的主要研究進展包括：梳理了Jarlan型開孔防波堤的已有研究工作，對比分析了開孔結構的分析理論和設計方法；提出了水平多孔板結構的系列新解析模型，避免考慮波浪通過水平多孔板的複色散方程，計算過程簡單、高效；率先將多極子方法套用到多孔海岸結構物，將多極子理論和匹配特徵函式展開技術相結合，建立了波浪作用下半圓型開孔板的水動力分析模式；分別利用匹配特徵函式展開法和分區邊界元法建立了半潛式Jarlan型開孔防波堤的解析模型和數值分析模型，解析解和分區邊界元解的計算結果一致，解析方法和數值方法的計算結果與試驗結果符合良好；開展了系列物理模型試驗，深入分析了半潛式Jarlan型開孔防波堤的消浪特性；針對部分反射邊界問題進行了擴展研究，分析了近岸反射對開孔板結構水動力特性的影響。 本課題研究共發表學術論文19篇（2篇錄用待刊），其中：國際SCI期刊論文9篇，EI收錄論文5篇，申請發明專利1項（審查中），獲批實用新型專利2項。有7篇SCI論文共被他引28次，其中SCI他引15次，有兩篇論文的單篇他引分別為9次和6次。參加國內外學術會議5次，培養研究生3名（畢業1名）。