随机波浪冲击三维结构物：物理模型试验研究

"这篇论文是关于随机波浪对浪溅区三维结构物冲击作用的物理模型试验研究。试验中探讨了单向随机波从不同角度（正向和斜向）对结构物产生的冲击压力和力的影响，分析了波高、谱峰周期与结构物相对净空的关系，并得出了关键发现。" 这篇研究主要关注的是随机波浪对海洋结构物，如海洋石油平台、岛式码头和开敞式深水码头等，在浪溅区的冲击效应。试验采用了单向随机波，通过对波浪的波高（H1/3 = 7.5～20 cm）和谱峰周期（Tp = 0.75～2.0 s）进行调控，同时考虑了结构物模型相对净空（s/H1/3 = 0～0.5）的比例，以模拟实际海洋环境中的多种情况。 研究结果显示，无论波浪是从正向（波向角β= 0°）还是斜向（β= 15°、30°、45°）入射，结构物底面受到的冲击压力特征值呈现出中部大、周围小的分布特征。这意味着结构物的中心区域承受的压力较大，而边缘区域的压力较小。此外，波浪冲击压力的等值线在波向线两侧基本呈现垂直对称的分布，这为理解和预测波浪对结构物的冲击模式提供了重要的参考。 论文进一步分析了结构物所受的波浪冲击力与入射波波高的关系。随着波高增大，结构物所受的冲击力也随之增加，但这个增大幅度并不是线性的。冲击力对应于相对板宽的变化有两个峰值，这两个峰值出现在相对净空s/H1/3分别为0.1和0.2时，这为优化结构物设计提供了重要依据，可以减小极端波浪条件下的冲击风险。 该研究扩展了现有的二维冲击问题研究，为三维结构物在复杂海洋环境中的设计和安全评估提供了新的见解。目前的研究大多依赖于简化假设或特定条件下的计算方法，如Wang、Kaplan以及Goda等人的工作。而这项工作通过物理模型试验，更直接地揭示了波浪冲击的真实动态过程，为深入理解波浪与结构物相互作用的力学机制提供了宝贵的数据和理论支持。 该研究得到了国家自然科学基金和辽宁省自然科学基金的支持，表明了国家对于海洋工程领域基础科学研究的重视。作者团队包括丁兆强、任冰倡、王永学等，他们在海岸工程和海洋结构物研究方面具有深厚的学术背景和实践经验。