Delist.ru

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

Автор: Тлявлина Галина Вячеславовна

, соответственно, изменялась в диапазоне от 1,65 до 2,16 м.

В результате опытов получили, что при длине акватории l = 0,95 м и периоде Т0 = 1,5 с резонансный коэффициент усиления R составил 4,8.

В следующих пяти опытах изменялась длина акватории l в диапазоне 0,85 ( 1 м. Период Т0 оставался равным 1,5 с. Таким образом получили максимальный резонансный коэффициент усиления R = 5 для данной конфигурации акватории. Длина акватории l в этом случае составила 0,975 м, а параметр ml = 3,21.

Рис. 3.1 - Первый вариант компоновки оградительных сооружений.

Схема модели

На рисунке 3.2 показан фрагмент записи колебаний свободной поверхности при l=0,975 м с помощью измерительной системы: волнограф 1 установлен на входе в акваторию, а волнограф 2 - в точке 1 (см. рисунок 3.1).

Кривая зависимости резонансных колебаний от длины портовой акватории представлена на рисунке 3.3.

Расчеты колебаний свободной поверхности по математической модели, описанной в разделе 2.1 показали, что при резонансе (Т0 = 1,5 с) высота волн в точке 1 в 5,5 раз превышает высоту исходных волн, т.е. получено достаточно хорошее соответствие экспериментальных и теоретических

Рис. 3.2 – Фрагмент записи измерений колебаний

Рис. 3.3 - Зависимость резонансного коэффициента усиления от длины портовой акватории

Второй вариант компоновки оградительных сооружений

Схема модели представлена на рисунке 3.4. Для данной конфигурации акватории была проведена одна серия экспериментов.

Высота исходных волн во всех опытах составляла hисх = 2 см. Период Т0 изменялся в диапазоне 1,1 / 1,7 с. Глубина воды d0 = 8 см.

Кривая зависимости резонансных колебаний от длины портовой акватории представлена на рисунке 3.5.

Результаты экспериментов хорошо согласуются с данными математического моделирования.

Третий вариант компоновки оградительных сооружений

Схема модели представлена на рисунке 3.6. Для данной конфигурации акватории также была проведена одна серия экспериментов. Высота исходных волн hисх во всех опытах составляла порядка 0,3 см. Период Т0 изменялся в диапазоне 2,0 / 3,0 с. Глубина воды d0 = 9 см.

Рис. 3.4 - Второй вариант компоновки оградительных сооружений. Схема

Рис. 3.5 - Зависимость резонансного коэффициента усиления от длины портовой акватории

Рис. 3.6 - Третий вариант компоновки оградительных сооружений. Схема

Кривая зависимости резонансных колебаний от длины портовой акватории представлкев на рисунке 3.7.

Рис.3.7 - Зависимость резонансного коэффициента усиления от длины портовой акватории

В разделе 3.5 отмечается, что теоретические и экспериментальные результаты согласуются, на основе чего сделан вывод о том, что математическая модель с удовлетворительной точностью описывает волновые процессы в огражденных акваториях, и, следовательно, она может применяться для расчета резонанса инфрагравитационных волн. Тягуноопасные колебания в портовых акваториях достаточно хорошо поддаются исследованиям на пространственных моделях, следовательно, с помощью гидравлического моделирования можно прогнозировать явление тягуна в проектируемых портах, а также разрабатывать методы защиты акваторий от тягуна.

Четвертая глава посвящена разработке способов защиты портовых акваторий от тягуноопасных колебаний.

Исследования проводились, в основном, методом гидравлического моделирования на моделях, описанных в главе 3. Методика моделирования и измерительная система также описаны в главе 3.

В разделе 4.1 рассматривается изменение волноотражающей способности оградительных молов.

Проницаемые конструкции

Схема модели была принята такой же, как на рисунке 3.7. Отличие состояло в том, что передняя стенка акватории была перфорированной. Ее сквозность составляла 10 %.

Эксперименты показали, что использование в качестве оградительных сооружений порта проницаемых сооружений позволяет существенно снизить амплитуду резонансных колебаний акватории.

Устройство гасителя с внутренней стороны существующих молов

Схема модели была принята такой же, как на рисунке 3.4. С внутренней стороны непроницаемых оградительных молов отсыпался гаситель (щебень). Всего было проведено 2 серии экспериментов. В каждой серии отсыпался щебень различной крупностью.

В целом, проведенные эксперименты показали достаточно высокую эффективность такого способа защиты акватории от тягуна.

В разделе 4.2 рассмотрено создание аванпортов.

План основного порта был принят как на рисунке 3.7. Предварительно для данной конфигурации портовой акватории был произведен подбор оптимальной (с точки зрения исключения тягуноопасных колебаний) компоновки аванпорта на математической модели.

В данной работе на гидравлической модели исследовалось два варианта компоновки аванпортов (рисунки 4.1 и 4.2).

Рис. 4.1 – Первый вариант компоновки аванпорта

Рис. 4.2 – Второй вариант компоновки аванпорта

Вариант, представленный на рисунке 4.1 по данным математического моделирования оказался оптимальным. Другой вариант, по тем же данным, существенного влияния на снижение резонансных колебаний не оказал.

Эксперименты показали хорошее соответствие данных, полученных на гидравлической модели с данными, полученными математическим путем, т.е. первый вариант оказался предпочтительнее.

Таким образом, опыты показали, что с помощью аванпортов можно обеспечить благоприятные навигационные условия в портах.

загрузка...