浮式防波堤

摘要： 通过水动力仿真分析软件ANSYS AQWA对新型浮式防波堤的透射系数进行模拟计算,讨论了周期、水深等因素对浮式防波堤消浪性能的影响。结果表明,新型波能发电开孔浮式防波堤的消浪性能较好;周期和水深对新型浮式防波堤消浪性能的影响较明显,周期较短、水深较小时消浪性能较好。

摘要： 目前在国内极少见到混凝土浮式防波堤工程实际应用案例。介绍非洲某码头工程中导桩式混凝土浮式防波堤的方案比选及关键技术参数选取过程,对比导桩式浮式防波堤与传统斜坡堤、锚链式浮式防波堤的特点,并采用经验公式法计算导桩式混凝土浮式防波堤的波浪透射系数,并比较不同研究者的波浪透射试验结果及厂家提供的产品消波性能指标。结果表明,在风浪波高和周期较小的情况下,导桩式混凝土浮式防波堤有较好的消浪效果,并能提供靠船功能且具有后期易拆除、移位的特点;对于波浪透射系数,Macagno公式计算结果相对准确,可在初期的方案设计阶段使用。

摘要： 为了使浮式防波堤在消波的基础上兼具发电功能,提出一种新型结构形式——OWC(振荡水柱)-开孔浮式防波堤。对其在规则波作用下的消浪性能进行数值研究,分析了浮堤的间距、开口宽度、锚泊方式、入射角度等因素的影响。结果表明:1)在3种波高、不同周期波况下,与普通双浮堤相比,OWC-开孔浮式防波堤的消浪性能较好;2)浮堤间距和OWC开口宽度越宽,消浪效果越好;3)锚链不拖地的浮堤消浪性能略优于锚链拖地情况,波浪正向入射比斜向入射时消浪效果好。

摘要： 针对海浪运动产生的巨大波浪能,设计一种Savonius桨叶与双浮筒式防波堤组合的波浪能转换模型。为了研究该新型防波堤的捕能性能和消波性能,对模型结构参数优化设计,基于试验数据进行插值拟合获得模型的最佳入水深度,再对模型在不同入射波波高和不同波浪周期条件下进行组合测试,对测得的捕获功率、透射系数等数据进行分析。基于黏性流体理论,利用STAR-CCM+软件进行数值模拟,并与物理试验结果进行对比验证。结果表明,该模型的捕能性能处于最佳区间时,消波性能最佳,说明该模型成功地进行了波浪能的捕获和转化,模拟值与试验值的差异较小,变化趋势基本一致。

摘要： 为探究典型海况下不同形状浮式防波堤的挡浪效果,使用势流理论,考虑入射波、绕射波和反射波的作用,对提出的4种典型形状浮式防波堤的挡浪效果进行对比分析,并讨论不同波浪周期下浮式防波堤的挡浪适应性。该数值模拟方案具有可行性,数值模拟结果具有一定的参考价值,可以为后续各临时挡浪设施选型研究提供参考。

摘要： 浮式防波堤具有不影响海域物质交换、造价较低等优点,但是其结构连接及锚泊系统要求高的缺点限制了它的发展。为了克服浮式防波堤结构的这个缺点,同时发挥其消浪优势,利用大比尺波浪试验水槽通过物理模型试验对新型钢结构浮式防波堤消浪效果进行验证。试验通过浮式防波堤透射系数(C_(t))与相对吃水(t/D)、相对入水(t/L)以及防波堤相对宽度(W/L)等主要影响因素的相关关系,表明在波浪周期小于6 s时,该新型钢结构浮式防波堤的透射系数C_(t)可达0.5以下,验证了新型钢结构浮式防波堤的消浪效果。

摘要： 非直线型浮式防波堤相较于直线型布置,其对多浪向的掩护效果更佳,但波浪载荷特性也更加复杂。本文提出一种弧型布局的浮式防波堤布置方案,基于三维势流理论对其进行波浪载荷特性分析,计算不同浪向下的一阶波浪力和二阶波浪力,给出了典型剖面载荷。并与直线型布局浮式防波堤进行对比分析。结果表明采用弧型布局能够有效降低浮式防波堤结构一阶波浪力与二阶波浪力,并且使得结构在斜浪下的剖面载荷与横浪工况下趋于一致。

摘要： 为提高刚性矩形箱和柔性膜组合式浮式防波堤的消波性能,基于物理模型试验开展了不同规则波浪条件和模型几何参数下浮式防波堤透射性能研究.结果表明:在某一浸深下,浮式防波堤的透射性能随箱体相对宽度B/L的增大而减小;在所选择的试验参数内,浮式防波堤的透射系数随箱体宽度吃水比B/d和相对浸深d/L的增大而减小,随波陡H/L的减小呈下降趋势.

摘要： 浮式防波堤具有环保、经济和可移动的优点,但可靠性、消浪效果的制约同时存在,大部分研究集中在使其具有更好的消浪性能上.以单体型、双体型、柔性结构、上浮式和其他形式的浮式防波堤为主线总结其研究成果、手段及进展,归纳物理模型和数值模拟的手段研究各种浮式防波堤的水动力特性,并给出实际工程的案例,可为浮式防波堤的进一步研究探索提供指引.

摘要： 本文在论述浮式防波堤消浪机理的基础上,将浮式防波堤分为几大类别进行探究,进一步结合浮式防波堤结构形式探讨了浮式防波堤的作用价值,最后对浮式防波提系统试验的性能参数进行深度研究,旨在为我国浮式防波堤结构及其性能价值的充分发挥带来更多参考和启迪.

摘要： 采用数值模拟的方法,在workbench aqwa中建立了方箱-垂直板式浮式防波堤的数值模型,并与物模试验结果对比来验证该模型的可靠性,用该模型模拟了规则波作用下浮箱的运动响应和锚链受力,研究了入射波高、吃水深度及锚链刚度改变时浮堤的透射系数、运动响应和锚链受力的规律.结果表明:增加垂直板数量、增大锚链刚度或增大入射波高均会使透射系数减小;入射波高、浮堤吃水及锚链刚度变化时,浮堤垂荡响应较横荡响应变化更加明显;张紧系泊对浮堤的约束能力较好,锚链受力也更大;浮堤的运动响应与锚链受力在浮堤自振周期附近出现极大值,但整体变化趋势均随着波浪周期的增加而增大.研究结果可为箱型浮式防波堤应用时的选型及相关设计提供参考.

摘要： 为了研究浮式防波堤兼作波浪能发电装置的防波特性和波能转换特性,本研究基于黏性CFD理论,应用Star-CCM+软件建立二维数值波浪水槽模型,对不同底部形状的垂荡型浮式防波堤兼作波浪能发电装置进行模拟研究,分析模型底部形状、相对宽度和相对吃水对其透射系数和波能转换效率的影响,并将计算结果与已发表论文中试验结果进行对比,验证模型的正确性.结果表明:Berkeley-Wedge型装置的防波性能和波能转换性能最优;加挡板后的三角型模型的防波性能和波能转换性能都要优于不加挡板的三角型模型,且与Berkeley-Wedge型装置相差无几;相对宽度对防波性能影响较小,对波能转换效率有较大的影响,相对吃水对两种性能的影响都较大,综合而言最优的相对宽度为0.25,最优的相对吃水为0.4.

摘要： 本研究通过物理模型试验方法对一种在迎浪和背浪侧都开孔的新型浮式防波堤在规则波作用下的两种锚泊方式的消浪性能和锚链力进行研究,分析了浮堤透射系数和锚链力随波要素及锚泊方式等因素的变化规律.研究结果表明:开孔浮式防波堤透射系数和锚链力都随波周期的增大而增大,并且随波高的增大而增大;在相同入射波高和周期情况下,八字型锚链锚泊方式比交叉型锚链锚泊方式的透射系数小,锚链受力增大.本研究内容可为开孔浮式防波堤在复杂波况下的消浪性能研究提供基础,为浮式防波堤的设计和工程应用提供理论依据.

摘要： OpenFOAM是成功的开源计算流体力学软件,但由于缺乏对浮式结构物锚泊系统的研究,其在海洋工程领域的应用受到了很大的限制.本文在OpenFOAM六自由度模块中采用分段外推法开发了适用于浮式防波堤的锚泊系统.通过interDyMFoam求解器构建出了一个耦合该锚泊系统的数值水槽,实现了浮式防波堤在Jonswap谱波浪条件下动力响应的数值模拟.模拟过程中,实时获得了浮式防波堤的运动响应及锚泊系统所受到的锚泊力,并对模拟的结果进行了分析和讨论.

摘要： 运用AQWA软件,针对双浮箱-双水平板浮式防波堤,建立不规则波作用下浮体锚链的耦合模型,研究时域情况下,改变水平板与浮箱的垂直间距,分析浮体运动响应以及锚链受力情况;并深入探讨了不同波浪周期和波高情况下水平板长度对浮体运动响应以及锚链受力的影响.结果表明,增加水平板与浮箱的垂直间距和水平板长度,可以有效减小浮体运动响应和锚链受力.波高和波浪周期是浮体重要的水动力因素,波高越大,波浪周期越长,浮体运动响应越剧烈;当浮体水平板长度达到21m左右时,整个防波堤达到最佳锚泊状态.

摘要： 浮式防波堤是一种特殊形式的防波堤,主要由上部浮体和锚泊系统两大部分构成,浮体部分主要作用是消减波浪,锚泊系统主要起锚固作用.由于浮式防波堤对于短周期波浪或浅水区波浪消减效果较好,因此更适合用于掩护海水养殖设施、人工海水浴场以及为海上施工工程临时掩护等.与传统坐底式防波堤相比,浮式防波堤具有造价低廉、拆装容易且不影响海水交换等优势.主要对锚链锚泊浮式防波堤和垂直导桩锚泊浮式防波堤进行物理模型试验研究.试验模型锚泊方式分别设置为锚链锚泊和垂直导桩锚泊;浮体部分设置为3种,分别为单浮箱,浮箱+1层水平板以及浮箱+2层水平板.研究规则波作用下,锚泊方式不同、浮体部分相同的浮式防波堤透射系数随相对宽度变化(浮体宽度/波长)的规律,并且通过对试验结果的比较和分析给出锚泊方式对透射系数的影响.同时对锚泊方式相同、上部浮体型式不同的两类浮式防波堤进行消波性能及其影响因素的比较.最后对试验设计的浮式防波堤在工程实际中的应用给出了合理化建议.

摘要： 防波堤是一种重要的港口和海岸工程建筑物,浮式防波堤与其他传统防波堤相比,可适应水深较大、地基软弱、大潮差和引入水体交换等情况,在港口海岸工程、近海工程和水产养殖等诸多领域有广阔的应用前景.对由前后浮箱组成的双浮箱式浮式防波堤进行二维波浪物理模型试验研究,分析浮箱宽度对浮式防波堤消浪效果的影响,研究了不同前后浮箱的连接方式对浮式防波堤的波浪透射系数、反射系数和波能损耗系数的影响.研究表明:对于单浮箱式浮式防波堤,浮箱宽度增大一倍后,浮堤消浪效果改善并不明显;前后浮箱刚性连接时浮堤的波浪透射系数均小于前后浮箱自由时,尤其在波浪周期较长时,前后浮箱刚性连接时浮堤的消浪效果明显好于前后浮箱自由时;与相同浮箱宽度的单浮箱式浮堤相比,前后浮箱刚性连接时浮堤消浪效果均提高,这是由于前后浮箱刚性连接时的浮堤波浪反射系数相比较大.

摘要： 本文对具有波浪能转换功能的浮式防波堤性能进行评估.根据有限元空间离散法和VOF技术建立二维数值波浪水槽,模拟波浪和浮体之间的相互作用以及浮体的运动,同时记录浮体前后的波高.主要讨论浮子尺寸和阻尼力对波浪透射系数和波浪能提取效率的影响.

摘要： 本研究通过解析方法分析近岸反射对浮式防波堤-波浪能转化装置集成系统的水动力性能和能量俘获特性的影响.基于线性势流理论,建立频域内水动力参数和波能俘获效率的表达式,利用波能流守恒定律验证解析模型的正确性.通过分析直墙与方箱间不同间距,重点探讨小间距窄缝下和大间距情况下,近岸反射对集成系统反射系数、透射系数、波能俘获效率的影响,并揭示其影响机理,为实际工程应用提供参考.

摘要： 基于线性势流理论,首先利用特征函数展开法和最小二乘法研究了单色波对单个柔性膜结构的作用,将透射系数的计算结果与前人的数值结果进行比较,验证了本文方法;在此基础上,通过系列计算,分析了单色波入射角、柔性膜结构的吃水-水深比、渗透系数和膜张力等对单个柔性膜结构消波特性的影响.并根据单个柔性膜结构的计算结果,应用宽间距近似法研究了单色波对多个等间距布置的柔性膜结构的作用,通过和他人采用直接法得到的结果相比较,验证了宽间距近似法的有效性;通过系列计算,分析了多个等间距布置的柔性膜结构的吃水-水深比、相对间距和膜个数等对其消波特性及Bragg共振现象的影响.研究结果表明:合理选择柔性膜的参数和应用Bragg共振原理,可以使柔性膜结构具有良好的消波特性.

摘要： 本发明公开了一种正常海况下实现消波、极端海况下可沉浮的防波堤单元及防波堤系统，防波堤系统包含多个防波堤单元。每个防波堤单元由浮体部和水下部组成；浮体部由固定连接的上层密封空箱、中层压载水箱和下层气囊箱组成；中层压载水箱为中空密闭腔体，其设有排水阀和进水阀，排水阀和进水阀通过连接管与外部浮筒I连接；下层气囊箱内至少装填有一个气囊，气囊上设有进气阀和排气阀，进气阀和排气阀通过连通管连接到水面的浮筒II；水下部由并列布置的刚性支架和悬挂轮胎组成。本发明既能合理规避极端恶劣海况，降低系泊系统的造价，又能满足正常工况下防浪消波要求，具有低成本、绿色环保等特点。

摘要： 本发明公开了一种正常海况下实现消波、极端海况下可沉浮的防波堤单元及防波堤系统，防波堤系统包含多个防波堤单元。每个防波堤单元由浮体部和水下部组成；浮体部由固定连接的上层密封空箱、中层压载水箱和下层气囊箱组成；中层压载水箱为中空密闭腔体，其设有排水阀和进水阀，排水阀和进水阀通过连接管与外部浮筒I连接；下层气囊箱内至少装填有一个气囊，气囊上设有进气阀和排气阀，进气阀和排气阀通过连通管连接到水面的浮筒II；水下部由并列布置的刚性支架和悬挂轮胎组成。本发明既能合理规避极端恶劣海况，降低系泊系统的造价，又能满足正常工况下防浪消波要求，具有低成本、绿色环保等特点。

摘要： 本发明公开了一种浮式防波模块，包括：框架浮体、至少一个轨道、至少一个浮板和锚固结构，轨道设置于所述框架浮体的至少一个迎浪面上，浮板贯穿设置于所述轨道上，锚固结构与框架浮体连接。浮式防波模块为镂空框体结构，水体可以透过浮式防波模块，可以极大地减少局部结构的应力集中。而且不受水深和地质条件限制，同时也不会影响海水交换。本发明的浮式防波模块的整体重量轻，结构简单，成本低，而且浮板和轨道可拆卸更换，方便安装维护。

摘要： 本实用新型公开一种用于浮式、半潜式和潜式防波堤的可控浮式消波组件，其包括消波元件及分别连接于消波元件头尾两端的两个浮箱,浮箱表面设有阀门,阀门打开时，通过灌水或充气能改变消波元件的摆放姿态和位置。所述浮箱中空或通过隔板分成若干个空间。消波元件由十二块带有通孔、相互交错并两两相交的透空平板组合而成，相邻且相交平板具有不同的通孔结构，消波元件呈周期性交错排列分布，相邻消波元件的相对位置的平板上具有不同的通孔结构。本实用新型能灵活改变姿态与位置，形成浮式、半潜式和潜式防波堤，能更好地发挥其三维消波效果并自我保护。

摘要： 本实用新型公开了一种浮式防波模块，包括：框架浮体、至少一个轨道、至少一个浮板和锚固结构，轨道设置于所述框架浮体的至少一个迎浪面上，浮板贯穿设置于所述轨道上，锚固结构与框架浮体连接。浮式防波模块为镂空框体结构，水体可以透过浮式防波模块，可以极大地减少局部结构的应力集中。而且不受水深和地质条件限制，同时也不会影响海水交换。本实用新型的浮式防波模块的整体重量轻，结构简单，成本低，而且浮板和轨道可拆卸更换，方便安装维护。

摘要： 本发明提供的是一种穿孔浮式防波堤单元及圆弧型多层穿孔浮式防波堤。穿孔浮式防波堤单元包括穿孔浮式防波堤单元基体，在浮式防波堤单元基体上开有通透的穿孔。各穿孔浮式防波堤单元之间通过连接链连接形成圆弧型穿孔浮式防波堤，在被防护体外设置至少两层圆弧型穿孔浮式防波堤，各层圆弧型穿孔浮式防波堤之间交错布置且留有间隔。本发明采用了圆弧型的布置方式，对长峰波和多向短峰波都具有良好的消波效果；减少了防波堤的总长度，对各种轮廓形状的岛屿都有着较好的适应性。采用多层交错式的布置形式，使防波堤的消波效果进一步增强，在极端海况下仍有较高的可靠性。穿孔结构可以大幅增强波浪的能量耗散，减少浮式防波堤受到的波浪载荷。

摘要： 本发明提供的是一种穿孔浮式防波堤单元及圆弧型多层穿孔浮式防波堤。穿孔浮式防波堤单元包括穿孔浮式防波堤单元基体，在浮式防波堤单元基体上开有通透的穿孔。各穿孔浮式防波堤单元之间通过连接链连接形成圆弧型穿孔浮式防波堤，在被防护体外设置至少两层圆弧型穿孔浮式防波堤，各层圆弧型穿孔浮式防波堤之间交错布置且留有间隔。本发明采用了圆弧型的布置方式，对长峰波和多向短峰波都具有良好的消波效果；减少了防波堤的总长度，对各种轮廓形状的岛屿都有着较好的适应性。采用多层交错式的布置形式，使防波堤的消波效果进一步增强，在极端海况下仍有较高的可靠性。穿孔结构可以大幅增强波浪的能量耗散，减少浮式防波堤受到的波浪载荷。

摘要： 一种防波堤浮块单元及浮式防波堤结构，浮块单元包括外壳件和设置于其内部的骨架、填充层；所述浮块单元包括浮台和若干个从其侧边延伸而出的延伸部，整体成三角形、十字型、菱形或其他几何形状，且浮台和延伸部的几何中心处均设置有串接孔；多个浮块单元依次设置并通过串接缆穿过相对的串接孔而连接为一体成浮式防波堤结构，该浮式防波堤结构有沿横向设置的浮堤和设置于浮堤底部两端的防浪裙，并通过系泊缆固定于海床上。通过该种防波堤浮块单元及浮式防波堤结构，可有效减小对海湾或河口环境状况的不良影响，且其装拆操作容易，耐用性高、适用范围广。

摘要： 本实用新型涉及海上防浪设备技术领域，尤其涉及一种新型浮式防波堤用锚泊系统及浮式防波堤。新型浮式防波堤用锚泊系统包括两组锚链组和两个锚碇；两组锚链组分别连接在浮体的相对的两侧；每组锚链组均包括上副链、下副链和一条主链；每组锚链组中的上副链的尾端和下副链的尾端均与主链的头端连接；上副链的头端与浮体的上部连接，下副链的头端与浮体的底部连接；两条主链的尾端分别与对应的锚碇连接；两个锚碇均埋设在海底土层中。浮式防波堤包括上述新型浮式防波堤用锚泊系统和浮体。本实用新型提供的新型浮式防波堤用锚泊系统及浮式防波堤，消浪能力及力学性能良好，便于安装和拆体，且具有省时省力且实用强的技术优势。

摘要： 本实用新型提供了一种浮式防波装置和浮式防波堤，属于海上防浪设备技术领域。其中，浮式防波装置包括上浮体和下浮体；所述上浮体和所述下浮体之间通过连接件连接。本实用新型提供的浮式防波装置和浮式防波堤，除了包括下浮体之外，还包括连接在下浮体上方的上浮体。相对于常规的浮式防波堤，本实用新型提供的浮式防波堤入水深度更深，阻挡波浪的能力更强，且，可以提高消浪性能。