自由液面效应对跨海桥梁桩基波浪力的影响

论文摘要

目前应用Morison方程估算小尺度柱体波浪合力（矩）时大多仅沿静水深积分,而忽略波浪自由液面影响。为探讨波浪自由液面对小尺度柱体波浪合力（矩）的影响,基于Morison方程、修正的线性Airy波浪理论和非线性Stokes2波浪理论,推导考虑自由液面影响下柱体波浪合力（矩）的计算公式。运用该计算公式,分析不同波况下,波浪自由液面对柱体波浪合力（矩）峰值的影响,同时对比修正的线性Airy波和非线性stokes2波的数值计算结果。研究结果表明:与线性波相比,由于stokes2波浪理论造出的波形波峰尖而陡,波谷宽而缓,其波浪合力（矩）峰值较大且相位提前。随着波高H的增加,水深与波长相对比值d/L减小,波浪自由液面对小尺度柱体波浪力的影响越来越大。当d/L大于某一临界值时,波浪自由液面及波浪非线性对柱体波浪合力（矩）影响很小。特别地,当d/L=0.1,H=Hb时,考虑了波浪自由液面影响后,波浪非线性修正系数CFd+η,CMd+η达到最大,CFd+η≈7.4,CMd+η≈10.2,表明对于浅水大波高情况,此时务必要同时考虑波浪非线性及自由液面的影响。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 祝兵,杨志莹,康啊真,李鑫,熊志鹏,张家玮

关键词: 方程,波浪自由液面,非线性波浪,波浪合力,波浪合力矩

来源: 铁道科学与工程学报 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 西南交通大学土木工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51708456),四川省应用基础研究重大前沿项目(2017JY0003),中央高校基本科研业务费科技创新项目(2682017CX001)

分类号: U443.15

DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.2019.11.012

页码: 2734-2741

总页数: 8

文件大小: 588K

下载量: 45

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