Delist.ru

 Влияние компоновки и типа оградительных сооружений на резонанс инфрагравитационных волн в портовых акваториях (19.12.2006)

Автор: Тлявлина Галина Вячеславовна

при отсутствии портовой акватории (ml = 0)

Картина колебаний может существенно измениться при наличии портовой акватории. На рисунке 2.3 иллюстрируется хронограмма колебаний свободной поверхности в точке 2 при ml = 0,39 (l=31 м), а на рисунке 2.4 - хронограмма в точке 2 при ml = 1,23 (l=97 м).

При принятых геометрических размерах расчетной области и волновых параметрах в условиях резонанса амплитуда колебаний свободной поверхности в портовой акватории в 6 раз превышает высоту исходных волн.

График максимальной амплитуды колебаний воды в портовой акватории R = a2/2a0 (a2 – амплитуда колебаний в точке 2) в зависимости от относительной длины гавани представлены на рисунке 2.5.

Рис. 2. 3 - Хронограмма колебаний свободной поверхности в портовой

в точке 2 при ml = 0,39

Рис.2.4 - Хронограмма колебаний свободной поверхности в портовой

в точке 2 при ml = 1,23

Рис.2. 5 – Амплитуда колебаний свободной поверхности в точке 2

в зависимости от длины портовой акватории

2.2.2 Вход в гавань открыт частично

= 0,0127 1/м.

Рис. 2.6 – План расчетной области

В случае отсутствия огражденной акватории (при l=0) волнограф 1 запишет колебания свободной поверхности у вертикальной стенки с амплитудой а1, равной двойной амплитуде 2а0 исходных волн. Расчетная хронограмма колебаний свободной поверхности приведена на рисунке 2.7.

Рис. 2.7 – Расчетная хронограмма колебаний свободной поверхности

При наличии огражденной акватории картина колебаний существенно меняется. На рисунке 2.8 иллюстрируется хронограмма колебаний свободной поверхности в точке 1 при ml = 3,32 (l=262 м).

При принятых геометрических размерах расчетной области и волновых параметрах в условиях резонанса максимальная амплитуда колебаний свободной поверхности внутри акватории почти в 5 раз превышает высоту исходных волн.

Рис. 2.8 – Хронограмма колебаний свободной поверхности

в портовой акватории в точке 1 при ml = 3,32

В разделе 2.3 приводятся выводы, сделанные по результатам математического моделирования:

Полученные результаты удовлетворительно согласуются с опубликованными данными (Иппен А.Т., 1970).

Можно ожидать, что разработанный новый метод позволит получать прогнозные оценки резонансных колебаний и для реальных гаваней или

В третьей главе описаны экспериментальные исследования поверхностных волн в огражденных акваториях, проведенные на пространственных моделях в волновых бассейнах.

В разделе 3.1 формулируются цели и задачи экспериментов.

В задачи исследований входило:

Определить условия возникновения резонансных колебаний для акватории заданной конфигурации.

Выявить влияние длины гавани на резонанс волн в акватории.

Получить волновую картину во время резонансных колебаний в огражденной акватории.

Построить кривую зависимости резонансных колебаний от длины портовой акватории.

Цель исследований – оценка точности результатов, полученных путем математического моделирования.

Раздел 3.2 содержит описание методики моделирования.

Так, при чисто волновом движении или воздействии необрушающихся волн на гидротехнические сооружения, когда влияние вязкости мало, динамическое подобие модельных и натурных процессов определяется равенством чисел Фруда. При исследовании волн на поверхности несжимаемой жидкости критерий Фруда может быть записан в виде:

где h – высота волн; g – ускорение свободного падения; T – период волн.

В разделе 3.3 приводится описание измерительной системы, с помощью которой выполнялись измерения параметров волн, а также точность измерений. Система состоит из персональной ЭВМ, соединенной с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) по каналу USB, платы фильтров, пассивной кабельной системы, измерительных датчиков, преобразователей, приспособлений к ним и вспомогательного оборудования.

Относительная погрешность измерения высоты волн составляла не более 5% / 7% с доверительной вероятностью – 95%. Относительная погрешность измерений периода волн была не более 0,5%.

Раздел 3.4 содержит исходные данные проведения экспериментов в волновых бассейнах и результаты моделирования.

Всего было исследовано три типа компоновки оградительных сооружений портовой акватории. При этом их конфигурация и рельеф дна выбраны произвольно. Оградительные сооружения – непроницаемые молы.

В процессе исследований замерялся период исходных колебаний Т0 и высота волн (hисх – высота волн на входе в акваторию, h1 – высота волн в точке 1). Затем расчетным путем определялись следующие параметры:

резонансный коэффициент усиления R=h1/hисх .

Первый вариант компоновки оградительных сооружений

загрузка...