二层流体中圆弧型贯底式防波堤的绕射波浪力*

翟振峰，黄华，詹杰民，张敖

（中山大学工学院应用力学与工程系，广东广州510275）

防波堤作为一种抵御波浪荷载的重要海工结构，广泛用于对海岸与近岸的各种海工设施以及各类水运作业的防护。同时，与之相关的波浪作用问题也得到了广泛地关注，各种研究理论迅速发展。Wiegel[1]最早展开对薄壁固立防波堤波浪绕射问题的理论研究。Losada等[2]运用特征函数展开法计算了有限水深对垂直薄板型防波堤的波浪荷载作用。Williams[3]应用特征函数展开法对分离式防波堤周围的绕射波浪场进行了解析求解和计算。程建生等[4]和楚玉川等[5]分别采用均匀海微幅波模型解析研究了圆弧贯底式防波堤的防浪效果与波浪载荷问题。

部分近海区域的一些海洋流域中可能存在一定的海水层化现象，二层流体模型是层化海水中最基本和常用的模型之一。例如：海洋水表面受阳光照射使表层升温，在一定深度水层以下水温不再升高形成温度突变的跃变层，该层面在上下方向的微小扰动作用下微小密度差可使水体浮力变化而诱发该层面波动，形成二层流体的海水内波。内波在行进过程中可能携带大量的能量，从而构成了对该流域内水下结构的有别于均匀海表面波的一种潜在危险。吴建华等[6-8]首先提出了大尺度物体在层化海洋中绕射和散射问题的一般性理论。尤云翔等[9]进一步应用解析方法研究了两层流体海水中大直径密实圆柱的水动力作用问题。……