【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海岸工程，尤其涉及一种内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法。
技术介绍
1、防波堤是一种建筑结构，通常位于海岸线或河岸边，旨在减缓海浪或河流流速，以保护附近地区免受波浪侵蚀或洪水影响。它通常由大块的石头、混凝土等材料构建而成，可以采取不同的形式，如直线型、弯曲型等，以有效地吸收和折射波浪能量，保护岸边设施和土地。
2、内含环板双圆筒型防波堤是一种坐底型海洋结构物，其结构包括同轴线的外圆筒和位于外圆筒内侧的内圆柱，外圆筒与内圆柱之间形成环形空隙，在环形空隙中上下分布设置两个环板，以形成含环板双圆筒型防波堤单元。
3、上述内含环板双圆筒型防波堤作为一种重要的海岸工程结构，它在保护海岸线免受波浪侵蚀方面起到了关键作用。然而，在地震等自然灾害的作用下，这种防波堤会受到受迫振荡的影响，进而引发波浪扰动。这种波浪扰动会直接影响到结构的稳定性和安全性。在这种情况下，我们必须认识到准确评估结构的辐射水动力响应的重要性。首先，对结构的辐射水动力响应的准确评估可以为设计阶段提供合理的抗震输入数据。了解结构在地震影响下的行为，可以确保其在灾害发生时能够保持良好的工程性能，从而保护附近的土地和设施。其次，通过对辐射水动力响应的准确评估，可以提供给工程师们对结构进行改进和优化的基础，以确保其在不同自然灾害条件下都能保持稳定。总的来说，对内含环板双圆筒型防波堤进行辐射水动力评估不仅可以为设计阶段提供关键数据，也是保障其抗震性能和工程安全性的基础。这种评估对于确保防波堤在海岸工程中发挥有效作用至关重要，也有助于保护
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种解决传统方法难以准确预测内含环板双圆筒型防浪结构在地震作用下辐射水动力评估方法。
2、本专利技术是这样实现的，一种内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法，其特征在于包括以下步骤：
3、s1.建立坐标系：
4、以同心圆柱结构中心和静水面的交点为原点，建立柱坐标系orθz和笛卡尔坐标系oxyz，其中z轴垂直向上；
5、s2.划分流域，将整个流场划分为外域和内域：
6、将整个流场划分为外域(a2＜r,0≤θ≤2π,-h≤z≤0)和内域(a1＜r≤a2,0≤θ≤2π,-h≤z≤0)，分别用ω0和ω1表示；
7、其中，h表示水深，a1表示内圆柱半径，a2表示外圆筒半径；
8、s3.开孔边界条件假定：
9、其中，设定多孔环板的开孔边界条件表达式：
10、
11、设定多孔外圆筒的开孔边界条件表达式：
12、
13、上式中，
14、φkr(k＝0,1)表示k所代表的流域的辐射速度势，其中，k＝0代表外域，k＝1代表内域；
15、i表示虚数单位；
16、公式(1)中的上角标+和-分别表示环板的上表面和下表面；
17、公式(2)中的上角标+和-分别表示外圆筒的外表面和内表面；
18、σq表示多孔效应参数；
19、d表示多孔环板的淹没深度；
20、下角标q＝1表示上环板，下角标q＝2表示下环板，下角标q＝3表示外圆筒；
21、s4.通过以下公式确定内域和外域的辐射速度势：
22、结构内域的辐射速度势的表达式为：
23、
24、结构外域的辐射速度势的表达式为：
25、
26、上式中，
27、re表示取实部；
28、i表示虚数单位；
29、t表示时间；
30、ω表示波浪的圆频率；
31、ζj表示结构在第j个模态下的运动幅值，其中j＝1表示纵荡模态，j＝2表示横荡模态；
32、表示内圆柱在j方向以单位速度振荡时产生的速度势，定义为內域规范化辐射速度势；
33、表示外圆筒在j方向以单位速度振荡时产生的速度势，定义为外域规范化辐射速度势；
34、s5.根据下述表达式，确定内圆柱和外圆筒在j模态下的振动在i方向产生的一阶辐射力、附加质量和阻尼系数，其中i＝1表示沿x轴正方向，i＝2表示沿y轴正方向：
35、内圆柱在j模态下的振动产生的i方向的一阶辐射力的表达式：
36、
37、内圆柱在j模态下的振动在i方向产生的附加质量表达式：
38、
39、内圆柱在j模态下的振动在i方向产生的阻尼系数表达式：
40、
41、式中，
42、ω表示波浪的圆频率；
43、ρ表示水的密度；
44、re表示取复变量的实部；
45、im表示取复变量的虚部；
46、下角标i表示内圆柱；
47、si表示内圆柱外侧面；
48、ζj表示结构在第j个模态下的运动幅值，其中j＝1表示纵荡模态，j＝2表示横荡模态；
49、ni为单位法向矢量分量，此处约定
50、外圆筒在j模态下的振动产生的i方向的一阶辐射力表达式：
51、
52、外圆筒在j模态下的振动在i方向产生的附加质量表达式：
53、
54、外圆筒在j模态下的振动在i方向产生的阻尼系数表达式：
55、
56、式(30)、(31)、(32)中，
57、ω表示波浪的圆频率；
58、ρ表示水的密度；
59、re表示取复变量的实部；
60、im表示取复变量的虚部；
61、下角标o表示外圆筒；
62、so表示外圆筒外侧面；
63、ζj表示结构在第j个模态下的运动幅值，其中j＝1表示纵荡模态，j＝2表示横荡模态；
64、ni为单位法向矢量分量，此处约定
65、在上述技术方案中，优选地，在所述步骤s1建立的坐标系中，海床平面为sb，自由表面为sf；上层多孔环板淹没深度为d1，下层多孔环板淹没深度为d2，上层多孔环板距离海底的高度为h1，下层多孔环板距离海底的高度为h2；其中j＝1表示结构沿x方向振荡的纵荡模态，j＝2表示结构沿y方向振荡的横荡模态。
66、在上述技术方案中，优选地，σq通过下式计算：
67、σq＝μ/(ρlqω)， (3)
68、式(3)中，
69、ρ表示水的密度；
70、μ表示水的动态粘度；
71、lq表示具有长度单位的孔隙度系数；
72、ω表示波浪圆频率。
73、在上述技术方案中，优选地，在步骤s4中，首先确定內域和外域速度势的空间因子：
74、假设结构发生圆频率为ω的振荡，则结构的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法，其特征在于：在所述步骤S1建立的坐标系中，海床平面为SB，自由表面为SF；上层多孔环板淹没深度为d1，下层多孔环板淹没深度为d2，上层多孔环板距离海底的高度为h1，下层多孔环板距离海底的高度为h2；其中j＝1表示结构沿x方向振荡的纵荡模态，j＝2表示结构沿y方向振荡的横荡模态。
3.根据权利要求2所述的内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法，其特征在于：σq通过下式计算：
4.根据权利要求3所述的内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法，其特征在于，在步骤S4中，首先确定內域和外域速度势的空间因子：
5.根据权利要求4所述的内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法，其特征在于，推导外域规范化辐射速度势
【技术特征摘要】
1.一种内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法，其特征在于：在所述步骤s1建立的坐标系中，海床平面为sb，自由表面为sf；上层多孔环板淹没深度为d1，下层多孔环板淹没深度为d2，上层多孔环板距离海底的高度为h1，下层多孔环板距离海底的高度为h2；其中j＝1表示结构沿x方向振荡的纵荡模态，j＝2表...
【专利技术属性】
技术研发人员：张桂平，王广原，尹纪龙，彭程，张宏千，尚志辉，李林俐，刘旖萱，李硕，吴佳彬，
申请(专利权)人：天津水运工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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