吳月勇，陳國(guó)平，嚴(yán)士常，周 雅，王 聰

港域波浪聯(lián)合繞射、反射特性試驗(yàn)研究

吳月勇1，陳國(guó)平1，嚴(yán)士常1，周 雅2，王 聰1

(1.河海大學(xué) 港口海岸及近海工程學(xué)院 海岸災(zāi)害與防護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210098；2.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司，上海 200092)

針對(duì)港域波浪在繞射、反射聯(lián)合作用下波況復(fù)雜的特點(diǎn)，基于港口波浪整體物理模型試驗(yàn)，對(duì)不規(guī)則波作用下港域內(nèi)波高擾動(dòng)系數(shù)的分布規(guī)律進(jìn)行研究。研究表明：在波浪繞射作用或波浪反射作用占主導(dǎo)地位的掩護(hù)區(qū)域，多向不規(guī)則波的擾動(dòng)系數(shù)與譜峰周期正相關(guān)，且周期相差越大，擾動(dòng)系數(shù)相差越大。在波浪反射占主導(dǎo)地位的波浪繞射聯(lián)合作用下，單向不規(guī)則波的擾動(dòng)系數(shù)隨譜峰周期的變化無(wú)明顯規(guī)律性關(guān)系，且波浪反射對(duì)波向十分敏感。在存在原有建筑物反射的物理模型試驗(yàn)中，需要將模型邊界反射模擬準(zhǔn)確，否則可能造成試驗(yàn)失?。粩?shù)學(xué)模型亦然，對(duì)相關(guān)建筑物需選取合適的反射系數(shù)。研究結(jié)果對(duì)后續(xù)的港口工程建設(shè)有重要的借鑒意義。

物理模型；不規(guī)則波；反射；繞射；擾動(dòng)系數(shù)；譜峰周期

天然海浪的多向性、不規(guī)則性對(duì)于海浪預(yù)報(bào)、海浪的折射、繞射、泥沙運(yùn)動(dòng)和污染控制等都有明顯的影響。實(shí)際的海浪是多向的不規(guī)則波浪，海浪的能量不僅分布在一定的頻率范圍內(nèi)，而且分布在相當(dāng)寬的方向范圍內(nèi)，國(guó)內(nèi)外早年提出的波浪繞射、折射的理論見解大都只限于規(guī)則波，模型試驗(yàn)也多采用規(guī)則波或單向不規(guī)則波，與工程實(shí)際偏差較大，因此研究波浪的折射和繞射等必須考慮到波浪方向分布的影響。目前，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者都已對(duì)多向不規(guī)則波的傳播變形進(jìn)行研究并取得了一定進(jìn)展，其中張黎邦[1]、柳淑學(xué)[2]，李孟國(guó)[3]、劉思[4]等通過數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)，模擬了多向不規(guī)則波的傳播，并分析了其繞射、折射特性；劉針[5]、白靜[6]、陳哲準(zhǔn)[7]通過數(shù)學(xué)模型與物理模型相結(jié)合的方式研究港口波況的影響因素，但是劉針主要研究的是港口自振周期和波浪要素周期的關(guān)系，白靜和陳哲準(zhǔn)則主要考慮不同工程方案對(duì)港內(nèi)波高分布的影響，并未考慮波浪要素本身特性如周期、波向、波的類型對(duì)波高分布的影響。此外俞聿修[8]等通過港口波浪整體物理模型試驗(yàn)，研究了不規(guī)則波對(duì)港內(nèi)比波高的影響規(guī)律，得出了在防波堤的掩護(hù)區(qū)域內(nèi)多向波的繞射性能較單向波要好，在開敞水域則相反的結(jié)論，但是其所采用的模型為基本上沒有模型邊界反射的純繞射模型，且并未分析不規(guī)則波的繞射隨波向、周期的變化規(guī)律。

綜合上述前人研究的不足之處，本文基于某大型港區(qū)的波浪整體物理模型試驗(yàn)，按照測(cè)點(diǎn)所在位置的不同，分析了在繞射作用主導(dǎo)下和波浪反射主導(dǎo)作用下，單向、多向不規(guī)則波的港內(nèi)波高隨波向、譜峰周期的變化規(guī)律。此外，本文還對(duì)模型內(nèi)建筑物的反射系數(shù)的改變對(duì)港域波高分布的影響做了深入研究。由于本次試驗(yàn)的港內(nèi)波高是由波浪繞射、折射聯(lián)合作用下的實(shí)測(cè)結(jié)果，與一般數(shù)學(xué)模型相比更具工程實(shí)用價(jià)值。

1 試驗(yàn)概況

1.1物理模型簡(jiǎn)介

本次試驗(yàn)為某港港口平面布置與波浪擾動(dòng)整體物理模型試驗(yàn)，模型設(shè)計(jì)為正態(tài)、定床，模型并按重力相似準(zhǔn)則進(jìn)行布置?？紤]場(chǎng)地、波浪條件、試驗(yàn)要求等因素，本次試驗(yàn)采用1：80的模型比尺。地形制作按照中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院提供的工程平面布置圖進(jìn)行地形制作，地形、防波堤等按照斷面板模擬法進(jìn)行制作，碼頭采用灰塑板制作。港池邊界布置有上下三層消浪柵，能較好地減少波浪反射。試驗(yàn)在浙江大學(xué)海洋學(xué)院的40 m×70 m×1.8 m波浪港池中進(jìn)行，港池中裝有珠江水利科學(xué)研究院制造的L型造波機(jī)，造波機(jī)尺寸為34 m×56 m，波高數(shù)據(jù)采用LG1型電容式浪高水位傳感器采集，測(cè)量精度可達(dá)0.3 mm。

試驗(yàn)波浪采用單向和多向不規(guī)則波，多向波規(guī)則波方向譜函數(shù)S(f，β)可以表示為頻譜S(f)和方向分布函數(shù)G(f,β)的乘積

S(f，β)=S(f)G(f,β)

圖1 模型布置圖Fig.1 Model layout

式中：G(f,β)采用經(jīng)驗(yàn)分布：G(f,β)=Acos2n(θ-θ0),其中n為方向分布參數(shù)，n越小代表波浪能量的方向分布寬度就越寬，波浪多向性越強(qiáng)，本次試驗(yàn)n取為4，θ0為入射波浪的主方向。試驗(yàn)中頻率譜均為標(biāo)準(zhǔn)JONSWAP譜，譜峰升高因子γ=3.3 。

表1 試驗(yàn)波浪要素表

本次試驗(yàn)所用的波高指的是Hm0，其通過波譜分析得到。模型布置見圖1。模型中共布置測(cè)點(diǎn)47個(gè)，C1～C6測(cè)點(diǎn)為航道區(qū)域測(cè)點(diǎn)；S1測(cè)點(diǎn)為波浪率定的控制點(diǎn)，該點(diǎn)波要素作為計(jì)算港內(nèi)比波高的計(jì)算點(diǎn)；S2～S6測(cè)點(diǎn)為東段防波堤后測(cè)點(diǎn)，W1～W3測(cè)點(diǎn)為西段防波堤后測(cè)點(diǎn)，T1～T5測(cè)點(diǎn)為港域中心測(cè)點(diǎn)，B1～B27測(cè)點(diǎn)為泊位前垂直于碼頭布置的9排測(cè)點(diǎn)。

為了更好的分析試驗(yàn)，本次試驗(yàn)中防波堤內(nèi)均插有不透水板，故不考慮堤內(nèi)透射，且由于試驗(yàn)比尺較小，波高較小，開挖水域深度也較小，因此影響港域內(nèi)波況的因素主要為波浪繞射和波浪反射，波浪折射相對(duì)影響較小。本文所指的波高均是在波浪繞射、反射聯(lián)合作用下的波高，將港域內(nèi)測(cè)點(diǎn)波高與原始外海(S1點(diǎn))波高的比值定義為擾動(dòng)系數(shù)，下文不再贅述。

1.2波浪要素

本次試驗(yàn)采用的波浪要素為丹麥DHI公司通過其自主開發(fā)的Mike 21 SW模塊計(jì)算得到。表1為本次試驗(yàn)的控制點(diǎn)(S1)的波浪要素表。值得注意的是，在多向不規(guī)則波中，組次1所代表的波浪為風(fēng)浪，組次2～5則為涌浪，這是由于工程地雖以涌浪為主，但是偶然情況下也會(huì)出現(xiàn)小周期的風(fēng)浪。本次試驗(yàn)中采用JONSWAP譜來(lái)進(jìn)行模擬波浪，JONSWAP譜是一個(gè)典型的風(fēng)浪譜。針對(duì)譜型的影響，DHI進(jìn)行過相關(guān)研究，研究表明：用譜峰升高因子為γ為3.3的JONSWAP譜也可以用來(lái)描述涌浪，且γ值對(duì)波浪擾動(dòng)影響較小。

2 港域波浪擾動(dòng)系數(shù)分布特點(diǎn)

本節(jié)主要是研究在工況一下港域波高擾動(dòng)系數(shù)隨波向(D)、周期(Tp)的變化規(guī)律。

2.1航道區(qū)域

圖2 單向不規(guī)則波，航道區(qū)域波浪擾動(dòng)系數(shù) 圖3 多向不規(guī)則波，航道區(qū)域波浪擾動(dòng)系數(shù)Fig.2 Unidirectional irregular wave,wave disturbance coefficient of channel area Fig.3 Muti-directional irregular wave,wave disturbance coefficient of channel area

圖2、圖3給出了不規(guī)則波作用下，航道區(qū)域的波浪擾動(dòng)系數(shù)隨波向D、譜峰周期Tp的變化關(guān)系。由圖2、圖3可見，單向不規(guī)則波當(dāng)波向相同時(shí)，Tp為15 s的擾動(dòng)系數(shù)幾乎與Tp為18 s的相同；多向不規(guī)則波當(dāng)主波向相同時(shí)，呈現(xiàn)出擾動(dòng)系數(shù)隨著Tp的增大而增大的規(guī)律。這是由于多向波的方向分布較寬，該區(qū)域波浪繞射作用占主導(dǎo)地位，Tp越大，波浪繞射作用越強(qiáng)；而單向波在反射、繞射作用下波況復(fù)雜，繞射系數(shù)對(duì)Tp的敏感性較弱。

當(dāng)Tp相同時(shí)，不同波向的單向波的擾動(dòng)系數(shù)相差較大，這是由于航道區(qū)域測(cè)點(diǎn)靠近防波堤堤頭部位，在175°波向下，老防波堤的反射對(duì)航道區(qū)域波浪的影響較165°的要大，因此波高對(duì)方向較為敏感。相應(yīng)的多向波對(duì)波向的敏感性較差，這也是其方向分布寬度較寬，受老堤反射影響較小的緣故。

2.2防波堤后側(cè)

圖4 單向不規(guī)則波，防波堤后側(cè)波浪擾動(dòng)系數(shù) 圖5 多向不規(guī)則波，防波堤后側(cè)波浪擾動(dòng)系數(shù)Fig.4 Unidirectional irregular wave,wave disturbance coefficient of breakwater rear side Fig.5 Muti-directional irregular wave,wave disturbance coefficient of breakwater rear side

圖4、圖5給出的是防波堤后側(cè)測(cè)點(diǎn)擾動(dòng)系數(shù)隨波向D、周期Tp的變化趨勢(shì)圖。由圖可知，當(dāng)主波向相同時(shí)，多向不規(guī)則波作用下的防波堤后側(cè)的擾動(dòng)系數(shù)呈現(xiàn)出隨著Tp的增大而增大的規(guī)律，且周期相差越大，擾動(dòng)系數(shù)相差越大；單向不規(guī)則波在主波向相同時(shí)，防波堤后側(cè)的擾動(dòng)系數(shù)隨Tp的點(diǎn)據(jù)則較為散亂，基本上難以看出規(guī)律，這一規(guī)律與航道區(qū)域相類似。

防波堤后側(cè)測(cè)點(diǎn)受防波堤的掩護(hù)作用較好，波浪受外海波浪繞射影響較小，此時(shí)波高主要由老防波堤的反射作用產(chǎn)生。這說明了在反射作用占主導(dǎo)的波浪繞射聯(lián)合作用下，多向不規(guī)則波對(duì)周期的變化的規(guī)律性較單向不規(guī)則波明顯。

2.3港域中心

圖6 單向不規(guī)則波，港域中心波浪擾動(dòng)系數(shù) 圖7 多向不規(guī)則波，港域中心波浪擾動(dòng)系數(shù)Fig.6 Unidirectional irregular wave,wave disturbance coefficient of harbor center Fig.7 Muti-directional irregular wave,wave disturbance coefficient of harbor center

圖6、圖7給出的是港域中心測(cè)點(diǎn)的波浪擾動(dòng)系數(shù)隨波向D與周期Tp的變化關(guān)系，港域內(nèi)測(cè)點(diǎn)受防波堤掩護(hù)效果良好，波浪主要由老防波堤的反射和外海波浪繞射產(chǎn)生，由于防波堤的良好的掩護(hù)作用，波浪繞射所占的比例較小，此處波浪由反射作用占主導(dǎo)。與航道區(qū)域和防波堤后側(cè)區(qū)域規(guī)律類似，單向不規(guī)則波的擾動(dòng)系數(shù)與波向與Tp的規(guī)律性較差。多向不規(guī)則波基本上呈現(xiàn)出當(dāng)主波向相同時(shí)，擾動(dòng)系數(shù)隨著譜峰周期Tp的增大而增大的規(guī)律。這說明在波浪反射主導(dǎo)作用下，多向不規(guī)則波對(duì)周期的變化的規(guī)律性較單向不規(guī)則波明顯。

此外，對(duì)于單向不規(guī)則波，在相同的Tp下，不同的波向的擾動(dòng)系數(shù)相差較大，這也是由于不同的波向?qū)е吕戏啦ǖ痰姆瓷渥饔孟嗖钶^大所致。

2.4泊位前

圖8 單向不規(guī)則波，泊位前波浪擾動(dòng)系數(shù) 圖9 多向不規(guī)則波，泊位前波浪擾動(dòng)系數(shù)Fig.8 Unidirectional irregular wave,wave disturbance coefficient before berth Fig.9 Muti-directional irregular wave,wave disturbance coefficient before berth

觀察圖8可知，單向不規(guī)則波在波向相同時(shí)，看不出擾動(dòng)系數(shù)隨Tp的變化關(guān)系。這是由于泊位前測(cè)點(diǎn)受防波堤掩護(hù)效果較好，波浪主要由老堤反射作用占據(jù)主導(dǎo)所致，擾動(dòng)系數(shù)與Tp的點(diǎn)據(jù)較為散亂。然而，由圖9可知，多向不規(guī)則波有當(dāng)主波向相同時(shí)，波浪擾動(dòng)系數(shù)隨著周期的增大而增大的規(guī)律，且周期相差越大，擾動(dòng)系數(shù)相差越大，這一點(diǎn)與航道區(qū)域、防波堤后側(cè)，港域中心的規(guī)律相類似，這也佐證了前面的結(jié)論。

3 老防波堤反射影響分析

試驗(yàn)中明顯的發(fā)現(xiàn)老防波堤的反射波紋基本上平行于碼頭軸線向港域內(nèi)傳播，老堤的反射對(duì)港域波高分布的影響較大。因此有必要針對(duì)老堤的反射對(duì)港域波高的分布的影響作更加深入的研究。本節(jié)新增工況二、工況三，工況二為將老防波堤的肘部半邊部分改為直立式防波堤；工況三為將老防波堤的肘部半邊區(qū)域朝港域方向挪動(dòng)60 m，到達(dá)-3 m等深線處。下文以“挪堤前”、“直立堤”、“挪堤后”分別代替工況一、二、三。本節(jié)所用的試驗(yàn)波要素僅為多向不規(guī)則波，對(duì)應(yīng)于表1中的組次編號(hào)2～5。

3.1航道區(qū)域

圖10 Tp=15 s，航道區(qū)域波浪擾動(dòng)系數(shù) 圖11 Tp=18 s，航道區(qū)域波浪擾動(dòng)系數(shù)Fig.10 Tp = 15 s, wave disturbance coefficient of channel area Fig.11 Tp=18 s, wave disturbance coefficient of channel area

由圖10、圖11可知，比較航道區(qū)域的擾動(dòng)系數(shù)在“挪堤前”、“直立堤”、“挪堤后”3種工況下基本上沒有什么變化，這是由于多向波的方向分布寬度較寬，老防波堤的反射對(duì)航道區(qū)域的影響較小的緣故，航道區(qū)域測(cè)點(diǎn)的波浪主要由波浪繞射產(chǎn)生。

3.2防波堤后側(cè)

圖12 Tp=15 s，防波堤后側(cè)波浪擾動(dòng)系數(shù) 圖13 Tp=18 s，防波堤后側(cè)波浪擾動(dòng)系數(shù)Fig.12 Tp =15 s, wave disturbance coefficient of breakwater rear side Fig.13 Tp=18 s, wave disturbance coefficient of breakwater rear side

對(duì)比分析圖12、圖13可知，在主波向D、周期Tp均相同時(shí)，防波堤后側(cè)的擾動(dòng)系數(shù)在“挪堤前”、“直立堤”、“挪堤后”3種工況下基本上呈現(xiàn)出“直立堤”>“挪堤后”>“挪堤前”的規(guī)律。這是由于防波堤后方測(cè)點(diǎn)受防波堤掩護(hù)效果較好，波浪繞射作用與老防波堤的反射作用相比并不占主導(dǎo)地位，此處波浪受主要老堤反射作用。顯而易見的是，“直立堤”的反射系數(shù)最大，基本上可達(dá)1.0；“挪堤后”由于防波堤更靠近港域且波浪破碎更少，故而反射系數(shù)其次；“挪堤前”由于波浪破碎且離港域較遠(yuǎn)，反射系數(shù)最小。反射系數(shù)越大則意味著波浪反射作用越強(qiáng)，對(duì)于反射作用占主導(dǎo)的測(cè)點(diǎn)，反射作用越強(qiáng)，波高越大，擾動(dòng)系數(shù)則越大。

3.3港域中心

圖14 Tp=15 s，港域中心波浪擾動(dòng)系數(shù) 圖15 Tp=18 s，港域中心波浪擾動(dòng)系數(shù)Fig.14 Tp=15 s, wave disturbance coefficient of harbor center Fig.15 Tp=18 s, wave disturbance coefficient of harbor center

由圖14、圖15可知，同防波堤后側(cè)的規(guī)律相類似，在主波向D、周期Tp均相同時(shí)，防波堤后側(cè)的擾動(dòng)系數(shù)也呈現(xiàn)出“直立堤”>“挪堤后”>“挪堤前”的規(guī)律，與防波堤后側(cè)測(cè)點(diǎn)所不同的是，港域中心測(cè)點(diǎn)在“直立堤”工況下的擾動(dòng)系數(shù)遠(yuǎn)大于其他兩種工況，這是由于港域中心測(cè)點(diǎn)離老防波堤更近，受老防波堤的反射作用更加強(qiáng)烈?！爸绷⒌獭毕碌牟ɡ朔瓷鋭×?，導(dǎo)致該區(qū)域測(cè)點(diǎn)波高急劇增大。

3.4泊位前

圖16 Tp=15 s，泊位前波浪擾動(dòng)系數(shù) 圖17 Tp=18 s，泊位前波浪擾動(dòng)系數(shù)Fig.16 Tp=15 s, wave disturbance coefficient before berth Fig.17 Tp=18 s, wave disturbance coefficient before berth

同港域中心測(cè)點(diǎn)類似，圖16、圖17顯示在相同的主波向D、周期Tp下，防波堤后側(cè)的擾動(dòng)系數(shù)明顯的呈現(xiàn)出“直立堤”>“挪堤后”>“挪堤前”的規(guī)律，且在“直立堤”工況下的擾動(dòng)系數(shù)遠(yuǎn)大于其他兩種工況，最大甚至達(dá)到了0.59。對(duì)于港域泊穩(wěn)來(lái)說，如此高的擾動(dòng)系數(shù)是明顯不能滿足要求的，這說明了在物理模型試驗(yàn)中，尤其是存在原有建筑物反射的模型，需要對(duì)相關(guān)建筑物的反射特別注意，盡可能的將其模擬準(zhǔn)確，因?yàn)檫@些建筑物的反射系數(shù)的改變可能引起港域波高劇變，數(shù)學(xué)模型亦然，對(duì)相關(guān)建筑物需根據(jù)實(shí)際情況選取合適的反射系數(shù)。

此外，泊位前的測(cè)點(diǎn)基本上呈現(xiàn)著離泊位外側(cè)越遠(yuǎn)，擾動(dòng)系數(shù)越小的規(guī)律，這也是因?yàn)榫嚯x泊位外側(cè)越遠(yuǎn)，受老防波堤的反射作用越弱。

4 結(jié)論

本文采用港口整體波浪整體物理模型試驗(yàn)，研究了在波浪繞射、反射、折射聯(lián)合作用下，不規(guī)則波對(duì)港域波高擾動(dòng)的影響，對(duì)比分析了不同周期，不同主波向下，多向波與單向波的擾動(dòng)系數(shù)，得出如下結(jié)論：

(1)在波浪繞射作用占主導(dǎo)地位抑或波浪反射作用占主導(dǎo)地位的掩護(hù)區(qū)域，多向不規(guī)則波的擾動(dòng)系數(shù)均隨著譜峰周期的增大而增大，且周期相差越大，擾動(dòng)系數(shù)相差越大。

(2)在波浪反射占主導(dǎo)地位的波浪繞射聯(lián)合作用下，單向不規(guī)則波的擾動(dòng)系數(shù)隨譜峰周期的變化無(wú)明顯規(guī)律性關(guān)系，且波浪反射對(duì)波向十分敏感。

(3)在物理模型試驗(yàn)中，尤其是存在原有建筑物反射的模型，需要對(duì)相關(guān)建筑物的反射特別注意，盡可能的將其模擬準(zhǔn)確否則可能引起港域波高劇變，造成試驗(yàn)失敗，數(shù)學(xué)模型亦然，對(duì)相關(guān)建筑物需根據(jù)實(shí)際情況選取合適的反射系數(shù)。

[1]張黎邦,申震亞,賴國(guó)璋. 任意形狀港灣波浪組合繞射和折射的數(shù)值分析[J]. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展,1988(2):11-21. ZHANG L B, SHEN Z Y, LAI G Z. The Numerical Analysis of Combined Diffraction and Refraction of Waves in Arbitrary Shape Harbours [J]. Journal of Hydrodynamics, 1988 (2):11-21.

[2]柳淑學(xué),俞聿修,賴國(guó)璋,等. 多向不規(guī)則波繞射的數(shù)值模擬[J]. 海洋工程, 2000 (3): 39-45. LIU S X, YU Y X, LAI G Z, et al. Numerical modelling of multi-directional irregular waves through breakwaters [J]. The Ocean Engineering, 2000(3): 39-45.

[3]李孟國(guó),時(shí)鐘,李文丹. 綜合考慮多種變形因素的近岸多向不規(guī)則波傳播數(shù)學(xué)模型-I.模型的建立[J]. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展:A輯, 2006 (4): 444-450. LI M G, SHI Z, LI W D. A mathematical model for irregular multi-directional wave propagation incorporating muti-factors of transformation in the coastal waves-‘I’setup of the model [J]. Journal of Hydrodynamics, 2006 (4): 444-450.

[4]劉思,張永良. 多向不規(guī)則波群傳播的數(shù)值模擬[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2015(12):1 289-1 295. LIU S, ZHANG Y L. Numerical simulation of multi directional irregular wave group propagation [J]. Journal of Tsinghua University :Science and Technology, 2015(12):1 289-1 295.

[5]劉針,陳漢寶,張慈珩. 小面積掩護(hù)水域波浪物理模型與數(shù)學(xué)模型對(duì)比研究[J]. 水道港口,2009(4):241-245. LIU Z, CHEN H B, ZHANG C H. Comparison study between numerical model and experiment test on wave in limited sheltered waters [J]. Journal of Waterway and Harbor, 2009(4):241-245.

[6]白靜,王朝輝,劉海源,等. 大型港區(qū)港內(nèi)波浪條件分析研究[J]. 水道港口,2010(5):429-432. BAI J, WANG Z H, LIU H Y,et al. Analysis and study of wave condition in large port area [J]. Journal of Waterway and Harbor, 2010(5): 429-432.

[7]陳哲淮. 小港池海港波浪條件與平面布置的研究[D].天津：天津大學(xué),2012.

[8]俞聿修,柳淑學(xué). 港口整體模型的多向不規(guī)則波試驗(yàn)研究[J]. 港工技術(shù),1994(1):1-10. YU Y X, LIU S X. Three-dimensional Model Test of Harbour Engineering with Myti-directional Waves [J]. Port Engineering Technology, 1994(1):1-10.

Experimental study on combined diffraction-reflection characteristics of harbor wave

WUYue-yong1,CHENGuo-ping1,YANShi-chang1,ZHOUYa2,WANGCong1

(1.KeyLaboratoryofCoastalDisasterandDefence,MinistryofEducation,CollegeofCoastal,HarborandOffshoreEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098,China;2.ShanghaiMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute(Group)Co.,Ltd.,Shanghai200092,China)

Aiming at the complex characteristics of harbor waves in the combination of diffraction and reflection, based on the overall physical model test of the port, the distribution law of the wave height disturbance coefficient in the harbor area under the action of the irregular wave was studied. The results show that the disturbance coefficients of the multi-directional irregular waves are positively correlated with the peak period in the coverage area where the wave diffraction or wave reflection are dominant, and the larger the difference of the period, the larger the difference of the disturbance coefficient. Under the combined effect of wave-induced wave diffraction, the disturbance coefficient of unidirectional irregular wave has no obvious relationship with the change of spectrum peak period, and wave reflection is very sensitive to wave direction. In the physical model test of the reflection of the existing building, it is necessary to simulate the model boundary reflection accurately, otherwise it may result in test failure. Numerical model is the same, the relevant buildings need to be selected the appropriate reflection coefficient. The results of the study have important reference significance for the following port project construction.

physical model; irregular wave; wave reflection; wave diffraction; disturbance coefficient; spectrum-peak period

TV 139.2

：A

：1005-8443(2017)04-0330-07

2017-03-10；

：2017-05-05

吳月勇(1992-)，男，江蘇南京人，碩士研究生，主要從事波浪與建筑物相互作用研究。

Biography：WU Yue-yong(1992-),male,master student.