近岸破碎波水体掺气及气泡输运过程研究 被引量：1

1

作者 邓斌 唐瑶 +1 位作者 蒋昌波 王孟飞 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期33-40,共8页

为准确探讨破碎波作用下气体如何卷入以及气泡的形成与输运特性,文章结合粒子图像测速技术(particleimage velocimetry, PIV)、高速相机和气泡测量系统,以及基于Navier-Stokes方程的三维数值模型对气泡形成及其运动过程进行研究。研究... 为准确探讨破碎波作用下气体如何卷入以及气泡的形成与输运特性,文章结合粒子图像测速技术(particleimage velocimetry, PIV)、高速相机和气泡测量系统,以及基于Navier-Stokes方程的三维数值模型对气泡形成及其运动过程进行研究。研究结果表明:文章建立的数值模型能合理地捕捉到破碎波作用下气体的卷入及其输运过程;波浪的破碎会形成较大的气腔,其破裂过程又将产生大量的气体微团;气泡会增加水体的紊动,造成水体与空气交界面附近形成大量的漩涡以及水体的飞溅;气泡的破裂会消耗大量的水体能量,同时发现较大的紊动动能与气泡的生成有关,且气泡数随平均紊动动能的增加呈线性增长关系。 展开更多

关键词 破碎波 掺气 气泡 OPENFOAM 紊动动能

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环抱式港区水体交换能力数值研究——以闸坡渔港为例 被引量：7

2

作者 黄宗伟 邓斌 +1 位作者 蒋昌波 刘晓建 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期66-74,共9页

环抱式港池的水体交换能力强弱对港池的水质有重要影响,水体交换通道是改善港池水质的有效措施。本研究以闸坡渔港防波堤改造工程为例,采用不规则三角网格和有限体积方法,在潮流数模研究成果的基础上,建立平面二维对流-扩散数学模型,开... 环抱式港池的水体交换能力强弱对港池的水质有重要影响,水体交换通道是改善港池水质的有效措施。本研究以闸坡渔港防波堤改造工程为例,采用不规则三角网格和有限体积方法,在潮流数模研究成果的基础上,建立平面二维对流-扩散数学模型,开展闸坡渔港扩建前后水体交换能力数值模拟研究,评估工程前后港内水体半交换周期和水体交换率。研究结果表明,闸坡渔港的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129 h,工程后闸坡渔港水体半交换时间为104 h。工程后洲仔峡防波堤被改为涵洞式桥梁,使渔港与外海形成了水体交换通道,增加了港池内外水体相互作用和水体交换量,相应的水体交换能力增强。而港池外的两个水产养殖区域由于与外海相连,水体交换能力较强,工程前后该区域水体交换能力变化不大。 展开更多

关键词 水体交换 半交换周期 数值模拟 闸坡渔港

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考虑根茎叶的近岸植物对海啸波消减实验研究 被引量：13

3

作者 何飞 陈杰 +1 位作者 蒋昌波 赵静 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期9-15,共7页

在理论分析的基础上通过物理模型实验研究了海啸波与近岸植物的相互作用。实验中借助孤立波模拟海啸波,并采用综合考虑根、茎、叶的植物模型,分析了近岸植物根、茎、叶及分布密度对海啸波消减特性的影响。结果表明,根、茎、叶均在不同... 在理论分析的基础上通过物理模型实验研究了海啸波与近岸植物的相互作用。实验中借助孤立波模拟海啸波,并采用综合考虑根、茎、叶的植物模型,分析了近岸植物根、茎、叶及分布密度对海啸波消减特性的影响。结果表明,根、茎、叶均在不同程度上对近岸植物消波特性产生影响,本次实验条件下得到了孤立波透射系数与表征水动力因素的相对波高及表征植物因素的相对树根高度、相对树干高度、相对树冠高度、相对植物带宽度、分布密度之间的关系式,揭示了近岸植物消波特性与水动力因素和植物因素的内在联系,为减小海啸灾害提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 海啸波 近岸植物 消波 根 茎 叶

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规则波作用下植物带波高衰减特性实验研究 被引量：14

4

作者 何飞 陈杰 +1 位作者 蒋昌波 赵静 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期146-158,共13页

基于综合考虑根、茎、叶影响的近岸植物消波实验,对植物带沿程波高衰减特性进行了研究。结果表明,当淹没度为0.778时,茎与根作用下的植物带沿程波高衰减强度沿向岸方向逐渐增强,植物带沿程波高衰减规律与Dalrymple幂函数形式和Kobayash... 基于综合考虑根、茎、叶影响的近岸植物消波实验,对植物带沿程波高衰减特性进行了研究。结果表明,当淹没度为0.778时,茎与根作用下的植物带沿程波高衰减强度沿向岸方向逐渐增强,植物带沿程波高衰减规律与Dalrymple幂函数形式和Kobayashi指数形式的波高衰减规律并不一致。在非淹没情况下,叶作用下的植物带沿程波高衰减服从幂函数形式和指数形式的波高衰减规律。植物带沿程波高衰减强度随分布密度的增大而增大。研究发现根、茎、叶及分布密度对植物带沿程波高衰减特性的影响与植物淹没度和入射波高相关。另外,植物带消波并不是各部分消波作用的线性叠加。当植物带分布密度较大时,Dalrymple和Kobayashi波浪传播模型的有效性有待进一步提高。 展开更多

关键词 植物带 波高衰减 淹没度 指数形式

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基于非静压模型的非淹没刚性植物消波特性数值模拟研究 被引量：4

5

作者 蒋昌波 徐进 +2 位作者 邓斌 陈杰 屈科 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期591-600,共10页

基于非静压单相流模型NHWAVE,设计不同的计算工况,系统研究了规则波与非规则波作用下,非淹没刚性植物的消波特性。将计算结果和实验数据进行对比分析,验证了非静压模型NHWAVE计算植物消波特性的准确性。进一步研究了波高、周期和水深等... 基于非静压单相流模型NHWAVE,设计不同的计算工况,系统研究了规则波与非规则波作用下,非淹没刚性植物的消波特性。将计算结果和实验数据进行对比分析,验证了非静压模型NHWAVE计算植物消波特性的准确性。进一步研究了波高、周期和水深等因素对植物消波特性的影响,探讨了植物消波特性与这些水动力因素的内在联系。结果表明:非淹没刚性植物的消波效率受波高和周期的影响较大,水深对消波效率的影响很小。由于波浪非线性的影响,基于线性波理论的消波理论模型对植物消波能力的估计偏小。 展开更多

关键词 NHWAVE 拖曳力系数 植物消波 规则波 非规则波 刚性植物

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植物对孤立波作用下直立堤局部冲刷影响实验研究 被引量：2

6

作者 蒋昌波 冯璐 +2 位作者 陈杰 伍志元 王珠桥 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期104-112,共9页

基于水槽实验,研究植物对孤立波作用下直立堤局部冲刷的影响。通过改变实验入射波高、植物带的宽度和密度,分析各要素对直立堤局部冲刷的影响。实验对波高沿程变化、孤立波越堤、回落过程以及地形演变进行全程的测量和记录,并进行有无... 基于水槽实验,研究植物对孤立波作用下直立堤局部冲刷的影响。通过改变实验入射波高、植物带的宽度和密度,分析各要素对直立堤局部冲刷的影响。实验对波高沿程变化、孤立波越堤、回落过程以及地形演变进行全程的测量和记录,并进行有无植物带保护的直立堤局部冲刷对比分析。结果表明,植物带的存在,使得堤后相对最大冲刷深度显著减小,堤前冲刷形态由单峰式"L"型变为双峰式淤积沙坝形态,且冲刷位置由原堤脚前移至植物带所在位置,冲刷范围大幅增加。减小植物带密度或者植物带宽度会使近岸侧或是离岸侧的相对最大冲刷深度和相对最大淤积高度有增大的趋势,但是当入射波高增大时,二者的影响不显著。该研究对实际工程中植物带的合理布置提出了具有参考性的建议,对减少堤防工程的冲刷和损失有一定现实意义。 展开更多

关键词 孤立波 直立堤 植物 局部冲刷

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破碎区至冲泻区波浪非线性特征的实验研究

7

作者 邓斌 张雯 +1 位作者 蒋昌波 刘晓建 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2022年第1期33-41,共9页

本文利用粒子图像测速系统和浪高仪对3种概化岸坡下破碎区至冲泻区的波高、流速等水动力学参数进行实验测量,并基于二阶谱方法分析波高和流速的概率密度分布,统计了破碎区至冲泻区内波高和流速的偏度、不对称度、峰度等高阶非线性变量... 本文利用粒子图像测速系统和浪高仪对3种概化岸坡下破碎区至冲泻区的波高、流速等水动力学参数进行实验测量,并基于二阶谱方法分析波高和流速的概率密度分布,统计了破碎区至冲泻区内波高和流速的偏度、不对称度、峰度等高阶非线性变量。结果表明:破碎区至冲泻区内的波高和流速均偏离正态分布,波高偏度和峰度在向近岸传播过程中先减小后增大,不对称度先增大后减小,波高的非线性特征受坡度影响不大。3种工况下流速表现出不同的非线性分布特征,在陡坡和复合坡中,各断面流速偏度分布特征不明显,而在缓坡中各断面流速偏度的垂线分布自床面到自由水面呈现先增大后减小的特征;3种工况下流速的不对称度随距床面距离的增大均呈现先增大后减小的变化趋势。 展开更多

关键词 冲泻区 偏度 不对称度 峰度 非线性特征

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规则波作用下簇状沉水植物群消浪特性实验 被引量：1

8

作者 彭浩 陈杰 +5 位作者 蒋昌波 何飞 隆院男 屈科 邓斌 伍志元 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期119-128,共10页

在理论分析的基础上通过物理模型实验探究了规则波与簇状沉水植物群的相互作用。结果表明,植物群沿程波高衰减规律在多数情况下与Kobayashi指数形式和Dalrymple幂函数形式波高衰减理论模型吻合较好,少数情况下波高衰减集中在植物群后半... 在理论分析的基础上通过物理模型实验探究了规则波与簇状沉水植物群的相互作用。结果表明,植物群沿程波高衰减规律在多数情况下与Kobayashi指数形式和Dalrymple幂函数形式波高衰减理论模型吻合较好,少数情况下波高衰减集中在植物群后半部分,与上述理论模型并不一致。在植物淹没度等于0.4条件下,植物群沿程波高出现较多壅高现象,且相对壅高值随入射波高的增大而减小;植物群的规则波透射系数变化情况与入射波周期、相对波高、植物淹没度以及植物分布密度等因素相关。当入射波周期等于1.0 s时,透射系数随相对波高的增大而减小,周期大于1.0 s时,透射系数随相对波高的增大出现较强的波动性。本文提出了规则波透射系数与水动力因素及植物因素之间的关系式,得到了近岸簇状沉水植物群消浪特性的基本认识,为采用近岸植物消波护岸提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 簇状植物 波高衰减 透射系数 淹没度

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植物带影响下孤立波沿程波高衰减特性试验 被引量：10

9

作者 何飞 陈杰 +1 位作者 蒋昌波 赵静 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2018年第1期75-82,共8页

鉴于近岸植被对孤立波的阻力效应能有效降低其波能,开展综合考虑根茎叶影响的植物带消波试验,探究植物带影响下孤立波沿程波高衰减特性。当孤立波非线性大于0.11时,茎作用下孤立波沿程波高衰减特性与指数函数以及幂函数规律并不一致。... 鉴于近岸植被对孤立波的阻力效应能有效降低其波能,开展综合考虑根茎叶影响的植物带消波试验,探究植物带影响下孤立波沿程波高衰减特性。当孤立波非线性大于0.11时,茎作用下孤立波沿程波高衰减特性与指数函数以及幂函数规律并不一致。当淹没度为0.67时,根茎共同与茎单独作用下孤立波沿程波高衰减趋势基本一致。当淹没度小于0.67且孤立波非线性不小于0.30时,茎叶作用下孤立波沿程波高服从指数函数以及幂函数衰减规律。非淹没情况下,随着分布密度的减小,孤立波沿程波高衰减强度减小,植物带消波边界效应减弱。研究表明,相比根茎,叶对孤立波沿程波高衰减特性影响更大。根茎叶以及分布密度对孤立波沿程波高衰减特性的影响与淹没度和孤立波非线性有关。 展开更多

关键词 波高衰减 孤立波 植物带 分布密度 淹没度 海啸 模型试验

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基于EEMD-HHT的近岸冲流带波浪非线性波动特征分析 被引量：3

10

作者 邓斌 蒋昌波 +1 位作者 李志威 刘晓建 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第21期68-77,共10页

冲流带复杂水流运动特性是研究近岸带物质输运的关键,其中波要素的历时变化具有非平稳性、非对称性和多尺度变化等复杂非线性波动特性,分析其作用周期及趋势规律,对认识冲流带的复杂水沙动力过程至关重要。基于溃坝原理产生涌波,采用水... 冲流带复杂水流运动特性是研究近岸带物质输运的关键,其中波要素的历时变化具有非平稳性、非对称性和多尺度变化等复杂非线性波动特性,分析其作用周期及趋势规律,对认识冲流带的复杂水沙动力过程至关重要。基于溃坝原理产生涌波,采用水槽试验对涌波作用下不同坡度下冲流带波浪非线性波动特征开展研究。结合EEMD和HHT方法对试验波要素数据进行统计分析,得出波浪归一化能量谱、边际谱和边际能量谱,并结合功率谱密度分析水体波动对岸滩作用的影响。结果表明,冲流带的波浪波能主要集中在低频处,约低于1 Hz。在该研究的3种试验工况下,沿着岸滩向岸方向冲流带断面最大瞬时能量会逐渐衰减,当水流分别作用2～3 s,3～5 s和3～6 s时接近波浪最大瞬时能量,对岸滩作用达到最大;岸滩坡度越陡,最大瞬时能量值出现的时间越早,对床面的作用越大。 展开更多

关键词 冲流带 希尔伯特黄变换(HHT) 波浪水动力 非线性 水槽试验

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波浪非线性对海草消波特性的影响 被引量：2

11

作者 何飞 陈杰 +1 位作者 蒋昌波 赵静 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期24-36,共13页

海草所形成的植物消波体系能有效防止岸线的侵蚀。利用Sánchez-González等的实验数据分析了波浪非线性对海草消波特性的影响。研究结果表明,相对水深和波陡对海草床的波能衰减系数影响依赖于海草淹没度。相对波高一定时,拖曳... 海草所形成的植物消波体系能有效防止岸线的侵蚀。利用Sánchez-González等的实验数据分析了波浪非线性对海草消波特性的影响。研究结果表明,相对水深和波陡对海草床的波能衰减系数影响依赖于海草淹没度。相对波高一定时,拖曳力系数随相对水深的增大而增大。对给定的相对水深,拖曳力系数随波陡的增大而减小。波浪非线性对于规则波和非规则波海草消波特性的影响并不一致。用无量纲参数(邱卡数、雷诺数、厄塞尔数)表达拖曳力系数的效果取决于拖曳力系数与无量纲参数的关系中是否充分考虑波浪非线性对拖曳力系数的影响。 展开更多

关键词 波浪非线性 海草 波能衰减系数 拖曳力系数

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