风暴潮作用下的沙质岸滩剖面动态调整机制
批准号:
51679223
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
梁丙臣
依托单位:
学科分类:
E1101.海岸工程与海洋工程
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
尹则高、王智峰、于通顺、徐昱、武国相、杜升涛、王俊、徐照妍、陈玉洁
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中文摘要
本项目旨在研究风暴潮作用下的沙质岸滩剖面实时演变动态调整机制。风暴潮发生过程中,波浪和水位皆呈动态改变,并非目前多数物理模型试验研究中持续不变情况。波浪强度与海水水位的变化,会导致波浪特性、质点速度轨迹、低频波以及能量传播等发生变化。由于动力特性的变化,水流的垂向结构、作用于海滩床面的底部应力和波浪爬高等也都会随之调整,势必会对悬移质和推移质输沙产生显著影响,进而直接影响到岸滩剖面形态的调整规律。因此,本项目拟围绕着风暴潮作用期间的沙质岸滩剖面动态调整机制,集中解决如下问题:(1)风暴潮作用期间沙质岸滩剖面实时调整过程的物理模型试验方法;(2)风暴潮作用期间向离岸的非恒定泥沙运动规律;(3)发展基于RANS求解基础上的沙质岸滩剖面演变预测模拟技术;(4)风暴潮作用期间的沙质岸滩剖面实时调整机制。成果将更深入揭示风暴潮作用下的沙质岸滩剖面动态响应机理,更加准确预测沙质岸滩剖面冲淤演变规律。
英文摘要
The application focus on study on real-time evolution of sandy beach profiles under storm surge. During storm surge, wave and sea level keep variable. However, most of physical experiments assume constant wave and sea level during whole experimental process. With wave and sea level changing, wave, particle velocity, infragrivity wave and wave energy transportation et al will change accordingly. Then, vertical structure of current velocity, bottom shear stress and wave runup will change too accordingly. The changes mentioned above affect the evolution rules of sandy beach profiles through influencing suspended load, bedload and erosion of sandy beach berm and so on. So the present application pays much attention on the following four issues:(1)Study on methods of physical experiment for real-time evolution of sandy beach profiles; (2)Sand transportation rules in cross beach direction during storm surge; (3) Development of sediment numerical modeling technology based on RANS; (4) Rules of real-time evolution of beach profiles during storm surge.The studies mentioned above will discover the mechanism of sand beach profile evolution induced by storm surge and provide more accurate numerical model to predict beach topography evolution.
沙质岸滩作为“黄金海岸”,是优质的滨海旅游场所。风暴潮是导致沙质岸滩侵蚀的主要自然灾害之一,其对岸滩危害主要表现于波浪强度与海水水位的变化导致的波浪特性、质点速度轨迹、低频波以及能量传播等发生变化。由于动力特性的变化,水流的垂向结构、作用于海滩床面的底部应力和波浪爬高等也都会随之调整,势必会破坏岸滩原有冲淤平衡,进而直接导致岸滩剖面的动态调整甚至侵蚀。为此,本项目围绕着风暴潮作用期间的沙质岸滩剖面动态调整过程。通过控制造波机冲程并结合升潮装置,实现了风暴潮期间波高连续递增-稳定-递减特征动力过程试验模拟,并配合视频图像技术,实现波周期内岸滩剖面动态观测,开发了一套风暴潮作用期间沙质岸滩剖面实时调整机制的物理模型试验方法;结合数值模拟和实测数据,开展了沙质岸滩非恒定输沙过程相关研究,探究了风暴潮期间持续变化的波浪与水位条件下岸滩横剖面向离岸输沙规律;建立并发展了基于RANS求解基础上的沙质岸滩剖面演变精细化预测模型OpenFOAM-SED;揭示了风暴潮对岸滩平衡破坏主要体现于破碎点向岸移动,强浪和冲泻范围增大,导致波浪非线性动力过程(波浪破碎、段波崩塌)向岸迁移,大量湍能侵入原有岸滩平衡底床,造成底床泥沙侵蚀流失,进而得出前滩相对坡度和近岸波浪偏度、不对称度,对风暴潮期间沙质岸滩向离岸输沙影响十分显著,且受离岸沙坝等地貌特征和泥沙起动输移相位差影响,风暴潮期间岸滩响应与连续动力变化存在明显不同步现象。成果将更深入揭示风暴潮作用下的沙质岸滩剖面动态响应机理,更加准确预测沙质岸滩剖面冲淤演变规律。
期刊论文列表
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A new non-parametric correction model and its applications to hindcasting wave data
一种新的非参数校正模型及其在后报波浪数据中的应用
DOI:10.1016/j.oceaneng.2017.01.010
发表时间:2017-03
期刊:Ocean Engineering
影响因子:5
作者:Wang Lvqing;Liang Bingchen;Li Huajun
通讯作者:Li Huajun
Numerical Investigation of the Influence of Water Jumping on the Local Scour beneath a Pipeline under Steady Flow
稳流条件下水跃对管下局部冲刷影响的数值研究
DOI:10.3390/w9090642
发表时间:2017-08
期刊:Water
影响因子:3.4
作者:Fan Fei;Liang Bingchen;Li Yaru;Bai Yuchuan;Zhu Yanjun;Zhu Zhixia
通讯作者:Zhu Zhixia
An Efficient Method for Simulating Typhoon Waves Based on a Modified Holland Vortex Model
基于修正荷兰涡模型的台风波高效模拟方法
DOI:10.3390/jmse8030177
发表时间:2020-03
期刊:Journal of Marine Science and Engineering
影响因子:2.9
作者:Lvqing Wang;Zhaozi Zhang;Bingchen Liang;Dongyoung Lee;Shaoyang Luo
通讯作者:Shaoyang Luo
The Investigation of Morphology Change Effects on Runup based on 2D Wave Flume Experiment
基于二维波水槽实验的形态变化对助跑影响的研究
DOI:10.2112/si85-205.1
发表时间:2018
期刊:Journal of Coastal Research
影响因子:--
作者:Xu Zhaoyan;Li Huajun;Liang Bingchen;Lee Dong Young
通讯作者:Lee Dong Young
Effects of Offshore Sand Motion on Wave Runup from Reflective Beaches by using XBeach Model
使用 XBeach 模型研究近海沙运动对反射海滩波浪上升的影响
DOI:10.2112/si79-050.1
发表时间:2017-04
期刊:Journal of Coastal Research
影响因子:--
作者:Xu Zhaoyan;Wang Jun;Liang Bingchen;Chen Yujie
通讯作者:Chen Yujie
海洋工程青年科学基金论坛
- 批准号:52242104
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:10万元
- 批准年份:2022
- 负责人:梁丙臣
- 依托单位:
桩基环保型防波堤的基础理论与设计方法
- 批准号:51739010
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:300.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:梁丙臣
- 依托单位:
非破碎随机波浪致垂向混合对黄河入海污染物扩散作用机理
- 批准号:51179178
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:61.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:梁丙臣
- 依托单位:
黄河口三维波生沿岸流对污染物扩散的作用机理研究
- 批准号:50809065
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:梁丙臣
- 依托单位:
国内基金
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