Willianmx等基于二维势流理论设计出一种数学模型,这种数学模型能够把柔性浮式防波堤的透射系数计算出来[17]。运用线性波理论
近些年来,由于在实际工程中应用最多的是锚链锚泊方箱式浮式防波堤,所以受到了很多学者的关注。但是,学者们主要研究其消波性能,很少研究运动响应和系泊缆张力,下面将锚链锚泊方箱式浮式防波堤在国内外的研究进展简略介绍一下。
1、 国外对浮式防波堤的研究进展
Willianmx等基于二维势流理论设计出一种数学模型,这种数学模型能够把柔性浮式防波堤的透射系数计算出来[17]。运用线性波理论,S.A.Sannasiraj等分析了悬链线型浮式防波堤的水动力性能,得到透射系数的大小与方箱的相对宽度有着很大关系[18]。Williams和Mcdougal使用小尺寸的物理模型来验证其得出的锚链锚泊水下方箱浮式防波堤对波浪反射特征的理论[19]。Nobuhiro Matsunaga系统性地研究了方箱-桁架-锚链式浮式防波堤的消波性能,但其文章没有研究浮体的运动响应和锚链受力[20]。通过势流理论,Williams等利用积分方程来计算双浮箱式浮式防波堤的水动力性能和系泊缆张力及透射系数[21]。Jeongwoo Lee等对单浮筒和双浮筒的浮式防波堤的消波性能进行数值模拟后得出锚链张力不是很受平均漂移力的影响[22]。K.Murali和J.sMani提出了一种利用拉紧的锚链将整个浮体固定的新型的笼式结构的浮式防波堤,系统地研究了这种防波堤的消波性能,得出较其他结构的浮式防波堤而言其消波性能更好的结论,但该文也没有研究浮体的运动响应和锚链受力[23]。针对三种潜水式方箱浮式防波堤,Norimi Mizutani研究出其消波效果与入射波周期有关[24]。Shunichi Ikesue等研究出当入射波浪的周期增大时,一种内外翼缘的双浮箱式浮式防波堤的波浪透射系数会先变大再减小,最后再增大,同时得到翼缘对消波性能有重大影响,而对于运动响应和锚链受力方面,该文章中同样没有涉及[25]。
2、 国内对浮式防波堤的研究进展
相较于国外对浮式防波堤的研究,国内很晚才开始进行研究,但越来越得到关注。邹志利等在大连理工大学对浮式防波堤受到波浪的非线性力作用展开试验研究[26]。对于矩形方箱型浮式防波堤的波浪透射系数的变化规律,姚国权等研究出当波浪周期增大,透射系数先增大、再减小、最后再增大,直到逐渐稳定,各种不同形式的方箱型浮式防波堤的波浪透射系数基本遵循这个规律,但锚链受力的变化规律不同[27]。上海交通大学的陈力研究了方箱浮式防波堤的消波性能和表面压力,得出了压力在其表面的分布规律[3]。
运用特征函数法,严建国等分析了矩形方箱浮式防波堤的消波性能,首先计算出相关水域的速度势,然后确定消波性能,由浮体的纵摇、横荡及升沉三个自由度的运动能够得出整个浮体的运动响应,该种方法可以有效预测矩形方箱浮式防波堤的消波效果[28]。程健生提出了一种解析方法,这种解析方法可以计算拥有圆弧形的截面形状的浮式防波堤的消波性能,首先划分水域,在每一块小水域中运用特征函数,然后计算速度势,最后得到每个点的波高和波的压力,最后程健生等人分析出消波性能与入射波波长有关[29]。锚链悬挂的块体结构由郑瑞杰,刘庆茶设计出,锚链受力也由计算得出,浮体的运动响应可以由该结构减小[30]。利用线性时域理论,王志瑜等对锚链锚泊的双圆形浮筒式浮式防波堤建立了时域内的积分方程同时求解计算波浪力,最后使用数值模型研究运动响应、锚链受力和消波性能,得出运动幅值和锚链受力受到浮筒间距和入射波周期的影响[31]。
综上所述,国内外主要研究了锚链锚泊浮式防波堤的消波性能,很少研究运动响应和锚链的受力。所以,对双浮筒浮式防波堤来说,研究的不足的有主要以下方面: