波浪作用下锚链系泊浮式防波堤动力响应的数值模型研究

金哲飞，张金凤, 2，张庆河，蔡 威，季超群

(1. 天津大学 水利工程安全与仿真国家重点实验室，天津 300072； 2. 中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室(天津大学)，天津 300350；3. 中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032)

波浪在传播过程中能量分布不均，其中98%的波能分布在距离水面三倍波高的水深范围内[1]。相比于传统固定式防波堤，浮式防波堤能够充分利用波能分布特性，在满足工程消浪要求的同时减少对工程水域水沙交换的影响。由于浮式防波堤具备施工快捷、拆卸方便、对环境适应性强且影响小等优点，在近岸工程中得到了较为广泛的应用[2]。

浮式防波堤的动力响应研究主要围绕消浪、透浪性能展开。在理论研究方面，Bouwmeester和Van[3]与Drimer等[4]分别基于线性波理论和二维势流理论对不同波况下单方箱浮式防波堤的透射系数计算进行了理论推导，Roul等[5]和何超勇等[6]在物理试验基础上对浮式防波堤透射系数公式进行了不同程度修正。物理试验方面，Uzaki等[7]和Sannasiraj等[8]分别通过改进浮堤形式、锚泊方式提升浮式防波堤消浪性能。侯勇等[9-10]通过改变浮堤相对宽度、相对吃水深度、锚链拖地长度、系泊角度等物理试验研究，分析总结了入射波周期、波高、水深、锚链系泊角度、拖地长度对浮式防波堤消浪性能的影响。

浮式防波堤运动过程受到波浪条件、浮堤结构形式、系泊方式等多种因素影响，经验公式难以准确计算其水动力特性，而物理模型试验操作复杂，成本较高。……