عنوان مقاله:
عملکرد هیدرودینامیکی موج شکن دیواری عمودی نوع جدید با کالورت مایل بر روی پی تپه قلوه سنگ نفوذپذیر
Hydrodynamic performance of a new-type vertical wall breakwater with inclined culvert on a permeable rubble mound foundation
سال انتشار: 2022
رشته: مهندسی عمران
گرایش: مهندسی هیدرولیک - آب و سازه های هیدرولیکی - خاک و پی
دانلود رایگان این مقاله:
مشاهده سایر مقالات جدید:
4. Results and discussion
4.1. The effects of the culvert inclined angle
As described in Section 3.3, different incident wave directions (same 𝜃 with the opposite sign) do not cause the change of wave transmission and reflection coefficients, but have a great influence on the oscillatory flow. When the culvert inclined angle is positive, the structure is more beneficial to practical application. Therefore, in the following analysis, only the positive inclined angle is analyzed, namely, the culvert inlet is close to the water surface and the outlet is close to the bottom. In addition, the culvert length 𝐵 is mainly designed with the wave force to ensure the stability of the structure, and it cannot be easily changed. Culvert height 𝑆 and culvert depth 𝑑𝑛 are the most important factors affecting water exchange for the encircled harbor basin. Thereby, to make the following calculations more representative, the optimal culvert parameters proposed by Lv and Zhao (2021) are adopted as the basic calculation parameters (𝐵∕ℎ = 0.3, 𝑆∕ℎ = 0.275, 𝑑𝑛∕ℎ = 0.8), when the effect of the inclined angle is analyzed.
4.1.1. When the culvert inlet height is constant
To find the effects of the culvert inclined angle 𝜃 on the hydrodynamic performance of the VWBIC when the culvert inlet height 𝛥𝑆 is constant, assuming that the position of the culvert outlet 𝑑4 and the culvert inlet height remained unchanged. The change of 𝜃 is accomplished by adjusting the distance between the culvert inlet and the still water level. Fig. 12 displays the variations of the wave transmission and reflection coefficients 𝐾𝑡 and 𝐾𝑟 (Fig. 12(a)), maximum oscillatory flow 𝑄𝑚 (Fig. 12(b)), horizontal wave force 𝐹𝑥 (Fig. 12(c)) and vertical wave force 𝐹𝑧 (Fig. 12(d)) as a function of the dimensionless wavelength 𝑘ℎ for different culvert inclined angle (𝜃 = 0◦ , 14.04◦ , 26.57◦ , 36.87◦ ). Figs. 13 and 14 represent the variations corresponding to Fig. 12 for different culvert inlet heights (𝛥𝑆∕ℎ = 0.15 and 0.05).
When the wave transmission coefficient 𝐾𝑡 of 𝜃 > 0 ◦ is equal to the value of 𝜃 = 0◦ , the corresponding 𝑘ℎ is defined as a critical wavelength. In Fig. 12(a) and (b), it is found that when 𝑘ℎ is larger than the critical wavelength, 𝐾𝑡 and 𝑄𝑚 obviously increase with the increase of 𝜃. When 𝑘ℎ is smaller than the critical wavelength, 𝐾𝑡 and 𝑄𝑚 decrease slightly with the increase of 𝜃. As the probability of long waves and short waves appearing in the ocean is low, if the critical wavelength decreases, the effects of wave elimination and water exchange will be enhanced. Fig. 12(c) displays that the peak value of 𝐹𝑥 drops sharply with the increase of 𝜃, and the value of 𝑘ℎ matching with the peak value of 𝐹𝑥 is almost unchanged. In Fig. 12(d), it can be found that, when 𝜃 = 0◦ , the peak value of 𝐹𝑧∕𝜌𝑔2𝐵𝐴𝑖 appears at 𝑘ℎ = 0 and the value is equal to 1. With the increase of 𝜃, the peak value of 𝐹𝑧∕𝜌𝑔2𝐵𝐴𝑖 increases gradually, and the value of 𝑘ℎ matching with the peak value also increases slightly. It can be seen from the above that the hydrodynamic performance of the inclined culvert is better than that of the horizontal culvert (𝜃 = 0◦ ).
(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)
4. نتایج و بحث
4.1. اثرات زاویه مایل پلک
همانطور که در بخش 3.3 توضیح داده شد، جهت های موج فرودی مختلف (همان 𝜃 با علامت مخالف) باعث تغییر ضرایب انتقال و بازتاب موج نمی شود، اما تاثیر زیادی بر جریان نوسانی دارد. هنگامی که زاویه مایل پلک مثبت باشد، ساختار برای کاربرد عملی مفیدتر است. بنابراین در تحلیل زیر تنها زاویه شیب مثبت آنالیز می شود، یعنی ورودی کولور نزدیک به سطح آب و خروجی نزدیک به کف است. علاوه بر این، طول آبچک 𝐵 عمدتاً با نیروی موج برای اطمینان از پایداری سازه طراحی شده است و به راحتی قابل تغییر نیست. ارتفاع 𝑆 و عمق چاله 𝑑𝑛 مهمترین عوامل موثر بر تبادل آب برای حوضه بندر محصور است. بنابراین، برای نشان دادن بیشتر محاسبات زیر، پارامترهای کولورت بهینه پیشنهاد شده توسط Lv و Zhao (2021) به عنوان پارامترهای محاسباتی اساسی (𝐵∕ℎ = 0.3، 𝑆∕ℎ = 0.275، ❑0.⎄)، زمانی که =❑0. اثر زاویه شیب مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.
4.1.1. زمانی که ارتفاع ورودی کولور ثابت باشد
برای یافتن اثرات زاویه شیب پلچ 𝜃 بر عملکرد هیدرودینامیکی VWBIC زمانی که ارتفاع ورودی آبچک 𝛥𝑆 ثابت است، با فرض اینکه موقعیت خروجی کانال 4 و ارتفاع ورودی کانال بدون تغییر باقی مانده است. تغییر 𝜃 با تنظیم فاصله بین ورودی کولورت و سطح آب ساکن انجام می شود. شکل 12 تغییرات انتقال موج و ضرایب بازتاب را نشان می دهد 𝐾𝑡 و 𝐾𝑟 (شکل 12(a))، حداکثر جریان نوسانی 𝑄 و نیروی موج عمودی 𝐹𝑧 (شکل 12(d)) به عنوان تابعی از طول موج بی بعدی 𝑘ℎ برای زاویه های مختلف مایل آبگذر (◦ = 0◦، 14.04◦، 26.57◦، 36.87ℎ). انجیر. 13 و 14 تغییرات مربوط به شکل 12 را برای ارتفاعات مختلف ورودی آبریز نشان می دهند (15/0 و 05/0 = 𝛥𝑆∕ℎ).
