Взаимодействие волн большой амплитуды с гидротехническими сооружениями в зонах влияния подводных каньонов

• Автор: Радионов, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 с. : ил.

1.1 Анализ современного состояния вопроса

1.2 Анализ существующих методов расчета трансформации волн на мелководье 1

1.2.1 Нормативные методы расчета.

1.2.2 Существующие аналитические методы расчета трансформации

1.3 Анализ натурных данных

1.4 Постановка задачи.

Глава 2. Экспериментальные исследования взаимодействия волн большой амплитуды с гидротехническими сооружениями при неоднородном рельефе дна.

2.1 Методика экспериментальных исследований.

2.2 Экспериментальные установки и приборы

2.3 Экспериментальные исследования в волновом лотке.

2.3.1 Исходные данные проведения экспериментов

2.3.2 Результаты экспериментальных исследований
2.4 Экспериментальные исследования на пространственной модели
2.4.1 Экспериментальные исследования при пологом неоднородном рельефе дна.
2.4.1.1 Исходные данные проведения экспериментов.
й 2.4.1.2 Результаты экспериментальных исследований.
2.4.2 Экспериментальные исследования при приглубом береговом скло
не, обладающем значительными неоднородностями
2.4.2.1 Исходные данные проведения экспериментов.
2.4.2.2 Результаты экспериментальных исследований
2.4.3 Экспериментальные исследования на пространственной модели взаимодействия волн большой амплитуды с оградительным молом в санатории на Черноморском побережье
2.4.3.1 Исходные данные проведения экспериментов.
2.4.3.2 Результаты экспериментальных исследований
Глава 3. Математическое моделирование взаимодействия волн большой амплитуды с гидротехническими сооружениями при неоднородном рельефе дна.
3.1 Основные уравнения
3.2 Расчет трансформации волн с неоднородным рельефом дна.
3.3 Результаты расчетов трансформации волн при неоднородном рельефе дна
3.4 Сравнительный анализ экспериментальных данных с результатами
расчетов
Глава 4. Разработка методов инженерной защиты от негативного влияния понижений дна на волновое воздействие.
4.1 Экспериментальные исследования методов берегозащиты от негативного влияния каньонов на трансформацию волн
4.1.1 Исходные данные проведения экспериментов
4.1.2 Экспериментальные исследования защиты побережья и сооружений от воздействия направленной струи, образуемой в результате фокусировки волн
4.1.3 Экспериментальные исследования защиты побережья от абразионных процессов, вызванных влиянием каньонов на баланс наносов
ЛЬ 4.2 Общие выводы по берегозащитным мероприятиям при отрицательном влиянии понижений дна на побережье
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

ВВЕДЕНИЕ


Кроме того, считается, что можно пренебречь трением о дно, обрушением волн и другими диссипативными эффектами, так что энергия волн полностью рассеивается вблизи береговой линии в зоне прибоя. Поток волновой энергии считается заданным в некоторой точке пространства и в силу указанных условий остается постоянным в направлении к берегу. В такой постановке задача о трансформации волн в прибрежной зоне, рассматривается в линейной постановке, и сводится к классическому решению задачи о рефракции волн , а в спектральном представлении рассматривать каждую спектральную компоненту как монохроматическую волну . Ь1 исходная средняя высота волны на глубоководной акватории. Ь к. Ь
1. С i а. СЕ аиС8гс1Е1 1. Ь высота волны, р плотность воды. Соотношение 1. С, С относительные скорости волн, при с Х и 6, глубины, отвечающие изобатам с соответствующими номерами 3 1, , Да угол преломления луча на изобате с номером 3 1, по отношению к углу аг. С помощью соотношения 1. Расстояние между лучами подбирается с таким расчетом, чтобы они проходили по разные стороны от расчетной точки. Отклонение луча происходит в сторону меньших глубин. Таким образом, формула 1. После определения расстояния между волновыми лучами на глубокой и промежуточной глубине находится коэффициент рефракции
. В случае прямолинейных изобат при 0 , град. При сложной конфигурации изобат для определения коэффициента рефракции допускается использовать спектральную методику. Обобщенный коэффициент потерь к, определяется по заданным д и уклону дна 1 табл. Следует отметить, что при практической реализации нормативного метода возможно пересечение волновых лучей, что значительно усложняет вычисления в связи с необходимостью применения различных методов сглаживания. В случае рельефа дна с локальными подводными впадинами или возвышенностями применение лучевого метода становится некорректным, поскольку даже малые погрешности при расчете волновых лучей могут привести к существенному искажению параметров расчетных волн. Если рельеф дна характеризуется высокой степенью неоднородности, то при описании трансформации волн необходимо учитывать и дифракционные эффекты. В силу ограниченности и недостаточной эффективности методик расчета трансформации волн разработанных, на основе лучевого метода , , , , 0, 8, их применение на практике не в полной мере отвечают поставленным требованиям. Из теоретических методов для получения оценок волнового режима с учетом влияния рельефа дна и конструкций наиболее известным является метод, предложенный Биркгофом , на базе которого создан комплекс программных средств, позволяющих выполнить расчеты волнового режима на акваториях с произвольными границами . Г,х,у при Г 0, г 0,
Ф Г2х,у при Г 0, 2 0. Ф г1,гр0х,у. АСС СС Фо 0 , 1. В случае глубокой воды или при постоянной глубине жидкости из уравнения 1. Гельмгольца. Предполагается, что решение уравнения Биркгофа 1. При этом, для решения 1. В данной постановке решение конкретных практических задач представляет значительные сложности. Основным недостатком этого метода является сложность задания граничных условий. Данный метод трудно применим при неоднородном рельефе дна и при отражении волн. Поэтому при расчетах, как правило, используются более простые подходы лучевой метод или метод параболического уравнения , , 4, имеющие некоторые ограничения. В настоящее время, одним из приемлемых методов расчета трансформации поверхностных волн с учетом рефракции и дифракции является метод Шахина В. М. . Оценка достоверности получаемых решений этим методом, проверена на тестовых задачах, применение этого метода апробировано при решении ряда реальных задач. П. 1
где глубина волновое число отклонение свободной поверхности от невозмущенного уровня. Если, с учетом этих предположений и дисперсионного соотношения, проинтегрировать уравнения 1. П v 0 1. V осредненные по глубине компоненты скорости по x и
со круговая частота. Т период волн. Система уравнений 1. Для решения этой системы уравнений необходимо задать начальные и граничные условия.