空气垫层在波浪对水平板冲击中的作用研究

发布时间：2025-02-07 18:11

　　上部结构位于浪溅区的海洋结构物,如海洋平台、海上栈桥、开敞式码头以及海上高速公路桥等建筑物的安全性与经济性时常面临着波浪冲击的威胁。强大的波浪冲击会造成结构物的局部损坏或整体坍塌,影响海洋结构物的正常运营。近年来,对波浪冲击结构物过程的流场变化和力学特性的研究在海岸和近海工程领域越来越受到重视。波浪与结构物作用涉及复杂的气体-液体-固体相互作用,系统性的研究空气相在冲击过程中对结构物影响的试验还较少,不利于完整的揭示冲击作用机理。因此,本文应用物理模型试验和数值模型计算相结合的手段,研究波浪冲击过程中,液体与结构物底板之间形成的空气垫层的作用,以便对波浪冲击问题机理有更深层的了解。本文的主要工作如下:(1)进行物理模型试验设计,完成基础数据处理。针对实验中对压力和图像采集的同步需求,基于UDP协议(用户数据报协议),实现了满足试验需求、具有较高同步精度和数据采集自动化的控制软件;针对图像数字化精度需求,通过对采集图像进行畸变矫正、图像重新投影以及图像拼接等操作,实现了拍摄区域图像的较高精度数字化;针对实验数据量大、数据多样的特点,设计并实现了实验数据的管理、同步分析与处理的管理软件。(2...

【文章页数】：204 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１海洋纟／丨构物受波浪冲击分致破坏的现象??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｄａｍａｇｅ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ｓｌａｍｍｉｎｇ?ｐｈｅｎｏｍｅｎａ?ｏｆ?ｍａｒｉｎｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ??

（ａ）海洋平台倾拟?（ｂ）砰击导致采油平台天然气泄漏??图１．１海洋纟／丨构物受波浪冲击分致破坏的现象??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｄａｍａｇｅ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ｓｌａｍｍｉｎｇ?ｐｈｅｎｏｍｅｎａ?ｏｆ?ｍａｒｉｎｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ??措施的设计有积极的指导作....

图２．１试验水枬实］；（？图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｅｎｅ?ｏｆ?ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ?Ｗａｖｅ?Ｔａｎｋ??

■ｉｆ?＝?２２ｍ，宽丨Ｆ?＝?０．４５ｍ，高Ｄ?＝?０．６ｍ。水槽两侧为透明玻璃。水槽一端安装由微机??控制的造波机，可产生单向规则波和不规则波，水槽另一端设有消浪设施用以吸收波浪??能ＩＩＩ减少或消除波浪反射，如图２．１所示。本次试验，受限于试验水槽高度，并防止试验??中波浪....

图２．２试验水槽布置图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｌａｙｏｕｔ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??２．１．２水平板物理模型??

?考虑入射波浪的稳定性以及避免波浪二次反射的影响，将水平板物理模型放置于??距离造波机Ｌ，?＝?８．３５ｍ的位置，如图２．２所示。模型两侧采用密封胶带进行密封处理，??以充分保证空气相的完全参与。迎浪方向在距离模型前端的远处放置浪高仪检测入射??波波面变化，同时在模型后方布置浪高....

图２．３水平板物理模型??Ｆｉｇ．?２．３?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｐｌａｔｅ??

试验中采用压力传感器测迠结构物底部在波浪冲击过程中所承受的波浪荷载。本??次试验釆用的压力测Ｍ：系统为北京水利科学研究所生产的ＤＳ３０型６４通道脉动压力测??Ｍ系统，如图２．４（ｂ）所示。压力传感器利用压阻效应原理，被测介质的压力直接作用于??传感器的脱片上，膜片产生与介质压力成....

本文编号：4031097