类海啸波对平板载荷作用实验研究

【作者】 王千； 房詠柳； 刘桦；

【机构】 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系；

【摘要】 本文以孤立波、涌波和非破碎涌波来简化模拟海啸波在近海的形态,研究了实验室中以不同波形来模拟海啸波时,对平板结构物不同的载荷作用效果。其中平板分别处于出水、临界淹没和完全淹没的状态,利用六分力天平组测量了平板受到的三向力和三向力矩。根据平板的形状特性,主要对波浪载荷中的水平力、垂向力以及俯仰力矩的载荷过程和载荷极值进行了分析与讨论。其中流向力主要由惯性力主导,当孤立波经过平板时,水平波浪力总是表现为一个正向极值和一个负向极值,而涌波则仅有一个正向极值。垂向力由平板的淹没状态和波浪的运动位置决定,出水平板的垂向力主要表现为浮力的影响。淹没平板受到的垂向力变化来自于波浪经过时平板上方动压的改变。其中孤立波表现为两个正向极值和一个负向极值,且负向极值总是较大。而涌波则仅有一个正向极值和一个负向极值。由于俯仰力矩主要由垂向力产生,根据俯仰力矩的变化,可以明确波浪经过时垂向力的加载过程。对于非破碎涌波,其对平板的载荷过程总是表现为涌波和孤立波的叠加模式,载荷值低于相同波高的孤立波所产生载荷。本实验结果论证了不同类海啸波对平板结构物的作用结果不同,也为相应的数值与理论工作提供了定量的数据参考。更多还原