防波堤是一种防浪设施。阻止波浪冲击、保持平稳的水面、保护所放置的水域的安全是防波堤的主要作用。沿海港口多使用防波堤进行掩护和阻止波浪冲击。固定式和移动式是防波堤的两种主要结构，传统的固定式包括直立和斜坡两种结构，然而固定式防波堤建造所消耗的材料和其水体内波能分布并不匹配。水面处的波能最集中，固定式防波堤却只消耗很少的材料，随着水深不断增加，消耗材料越来越多，在水底这样的波能最小的地方，固定式防波堤却消耗大量材料。在水深极高的海域，固定式防波堤在造价剧增的同时，施工也极度困难。最重要的是，这种固定式防波堤一旦损坏，极难修复，会造成很严重的后果。由于固定式防波堤的种种不良表现，科学家们开发出利用波能分布特性的浮式防波堤。

浮式防波堤可以应用在波能较低无需建造固定式防波堤的水域，亦可以应用在难以建造固定式防波堤的水域，还可以应用在需要良好的水质交换的水域。对较短波浪波长来说，大多数结构形式的浮式防波堤防波效果较好，但对较长波长的透射率仍然很高。通过将防波堤的宽度增大确实可以获得良好的消波效果，但又把浮式防波堤的建造成本给增大了，这也就限制了浮式防波堤在现实水域中的应用。最重要的是，在长周期的灾难性海浪中，这些浮式防波堤不能阻断波浪，锚链也会很容易断裂[3]。为了廉价制造出消波性能优良的浮式防波堤，锚链系泊双浮筒浮式防波堤快速发展起来。通过对锚链系泊双浮筒浮式防波堤的水动力学性能进行分析，将其原本的设计结构进行优化改造，对浮式防波堤在工程实际中的应用具有十分重要意义。

1.2 浮式防波堤的基本类型

我们根据不同的消浪原理与不同的结构弹性性能将浮式防波堤进行分类。

浮式防波堤可根据不同的消浪原理分为反射型、反射和波浪破碎型及摩擦型[4,5]。反射型浮式防波堤主要是通过反射入射波浪能量到远海来消波，常见类型为浮筒式和方箱式；反射及破碎波浪型浮式防波堤通过将波浪反射并将其破碎来减少堤后的波浪，一般类型为浮筒障碍式和栅栏式；通过水体和浮体的相互摩擦，摩擦型浮式防波堤可消耗水面的波浪能量，常见类型是床垫式。

浮式防波堤根据结构弹性性能的不同被分为刚性、柔性及刚性和柔性材料组合成的混合式。刚性的在波浪的作用下不会发生形变，包括浮箱式[6]、浮筒式[7]、栅栏式和浮筒栅栏式等。浮筒式防波堤大多为框架结构，双浮筒浮式防波堤、多浮筒浮式防波堤等均为这一类型[8-10]。垂直幕墙式浮防波堤、开孔沉箱式浮防波堤、多层浮管式浮防波堤等都属于栅栏式浮式防波堤，可以破碎反射波[11]。

柔性的通过改变其形状来吸收波能，床垫式防波堤就属于柔性的，还有漂浮式防波堤[12]。近些年来，由刚性柔性两种材料组成的混合式浮式防波堤也出现了，板-网式防波堤是其中的典型[4,13]。

图1-1至图1-3为各种防波堤示意图。

图1-1  板-网式浮式防波堤

图1-2  两种典型的浮伐式浮式防波堤

图1-3  实体浮伐式浮防波堤

1811年，英国在Plymouth港建造了世界上第一条木质的浮式防波堤[14]，而我国在1962年在丹江口水库建立了第一条导航的浮式防波堤，由南京水利科学研究所设计[15-16]。

1.3 国内外对浮式防波堤的研究进展

1.3.1 国外对浮式防波堤的研究进展

1.3.2 国内对浮式防波堤的研究进展

1.4 本文主要进行的研究

首先确定本防波堤的具体尺寸和结构要求，在ANSYS软件中建立其有限元模型，使用 AQWA对不同工况下浮式防波堤进行计算。在此条件下，在频域内得到其六自由度的运动响应、一阶和二阶波浪力；在时域内求出其系泊缆张力、重心位置随时间的变化；最后比较不同波浪周期和不同波高对其的影响，同时对系泊缆强度进行校核。