文章摘要:港湾共振是指外界激励与港湾固有频率接近时水面发生显著振荡的现象,可能会影响船舶停靠和作业,严重时甚至会破坏港口建筑,带来巨大的经济损失和人员伤亡。在港口设计中需要尽量避免其发生,因此识别港湾的固有频率十分重要。本研究构建了基于有限元的模态分析模型,该方法可适用于复杂港湾形态的固有频率分析。模型的基本方程采用线性长波方程,外海开边界考虑辐射边界条件,陆地边界为全反射边界条件,通过求解离散方程组的本征值问题,给出港湾固有频率。通过经典问题的理论解验证了模型的有效性,进而将其应用于分析海南省马村港的固有频率,得到了马村港可能发生共振的一系列固有频率与对应的港池内波动模态。利用基于Boussinesq方程的FUNWAVE-TVD模型,分析了入射波接近典型固有频率时,港湾内的水面波动过程。两者结果吻合较好,验证了模态分析法对马村港固有频率和波动模态计算的可靠性。

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论文DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.037627

论文分类号:U652.3