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2、 波浪与淹没式结构物研究

关于波浪与淹没式结构物间的相互作用问题，学者们对其进行了很多的研究， 得到了很多的成果，并且大量的应用于实际工程。理论分析、数值模拟和实验研究 等是研究这一问题的主要方法，其中理论分析是数值模拟与实验研究的基础，而数 值模拟和实验研究则与实际工程应用紧密联系。近年来，由于计算机的飞速发展， 越来越多的数值方法被提出并运用，其中包括有限元法（Finite Element Method）， 有限体积法（Finite Volume Method）和边界元法（Boundary Element Method）等， 这些数值方法主要基于线性势流理论，非线性势流理论以及粘性流理论。

（1）线性理论

关于波浪对潜体的反射和透射问题，学者利用线性理论对其做了大量的研究。

Takano[5]基于势流理论对淹没式结构物周围流场特性做了大量分析。Rey 等[6]为了探究波浪与矩形潜体之间的作用关系，做了大量的模型实验，其结果与 Takano[5]的结 果对比良好。Siew 和 Hurley 基于长波理论，利用匹配渐进展开（matched asymptotic expansion）的方法来描述波浪传播遭遇淹没水平板的反射系数和透射系数[7]。利用 Siew 和 Hurley[7]的匹配渐进展开（matched asymptotic expansion）方法，Patarapanich[8]

在探究时看到浅水工况时反射系数跟着 B / Ls 的改变会表现出振荡的变化规律。 Newman[9]，Mei 和 Black[10]，Mei 和 Hancock[11]，Belzone 等[12]也对波浪与淹没式结 构物对彼此的作用问题进行很多的研究。

（2）非线性理论 有关波浪对淹没式结构物非线性绕射的问题，学者们做了大量的实验和数值模拟研究。Johnson 等[13]首先发现在传播经过潜体的波浪中包含高阶谐波。接着，Dick 和 Brebner[14]在进行模型试验时看到淹没平板下游的波浪中含有高阶谐波。Kojima 等[15]对规则和不规则波与固定式淹没平板之间的作用做了试验研究，发现跟着空间 的改变，存在于板上方的高阶谐波的幅值也不停地发生改变；但是其在板的背浪侧 则跟着空间改变到达一个稳定的数值。然后他们将波浪与淹没式水平板和延伸到水 槽底部的矩形潜堤的相互作用情况作出对比，结果表明淹没式平板下方的水流运动 对高阶波的产生影响不显著。Losado 等[16]在水槽中分别探究了波浪与淹没式实体矩 形台阶和淹没透孔式矩形台阶彼此之间的作用关系，结果显示透孔式的矩形潜堤不 但可以减小反射系数和透射系数，而且可以降低高阶谐波的幅值。对于波浪与淹没 式结构物彼此间的作用问题，Driscoll 等[17]，Beji 和 Battjes[18]，Ting 等[19]也通过物理 模型试验对其进行了探究。Beji 和 Battjes 基于改进了的 Boussinesq 方程数值模拟了 波浪在淹没梯形潜体上的传播及变形，其结果与实验结果吻合得很好[20]。

3、 网衣模型研究

来自挪威的 Linfoot 等[21,22]和英国的 Reville 等[23]做了很多的实物模型实验来研 究深水网箱的水动力特性，并运用频域分析方法分析网箱在波浪中的受力与运动响 应。利用有限元法，Tsukrov 等[24]采用等效单元对网进行等效合并同时求得网衣的运 动方程，并将其运用于张力腿网箱的数值模拟中。Aarnses 等[25]对重力式网箱做了拖 曳实验并以此研究得出了网衣变形和网箱内部流速衰减与流体之间的相互关系。 Fredheim 等[26-28]在三维流场数学模型中模拟了网衣与水流的作用并运用有限元法对 其作出分析，同时考虑到相应的物理模型实验讨论了网目结节和目脚水阻力系数的合理范围。李玉成、桂福坤等[29]将理论分析与物理模型实验相结合，研究了重力相 似准则能否适用于网衣试验的问题。宋协法等[30]对网箱框架以及网衣在风、浪、流 作用工况下的受力情况进行了研究，并提出网箱锚泊系统缆绳受力计算的数学模型。 郭建等[31]关于沉子重量的改变与网衣水阻力以及变形之间的关系问题做了大量的试 验，而且概括出了水阻力与沉子重量关系的经验公式。毕春伟[32]建立了三维数值波 浪水槽并利用 FLUENT 对波浪与网衣的相互作用进行模拟，研究了网衣高度等有关 参数对流体速度衰减的影响。赵云鹏等[33]在二维数值波浪水槽中运用多孔介质模型 模拟网衣，并研究了网衣在波浪作用下的水动力特性。 (责任编辑：qin)