波浪衍射计算 返回 EN · ZH
Harbor Engineering

波浪衍射·港湾波浪计算

基于Sommerfeld衍射理论(Penney-Price)实时计算防波堤背后衍射系数K_D分布。可视化港湾内波高及波能通量。

参数设置
模式
波浪周期 T 8.0 s
水深 h 15.0 m
开口宽度 B 100 m
入射角 θ 0 °
0°=正面入射,±60°=斜向入射
入射波高 H₀ 2.0 m
K_D(港湾中心)
H_harbor [m]
遮蔽率 [%]
波能通量 [kW/m]
波陡 H/L
K_D vs 角度(固定距离)
中心线波高 vs 距离

Sommerfeld衍射理论

半无限防波堤衍射(Penney-Price简化解):

$$K_D(\xi) = \frac{1}{2}\left|F(\xi_+) + F(\xi_-)\right|$$

Fresnel积分:$F(\xi) = \frac{1+i}{2}\int_\xi^\infty e^{-i\pi t^2/2}dt$

$\xi_\pm = \sqrt{\frac{2kr}{\pi}}\sin\frac{\theta\pm\alpha}{2}$, $k=2\pi/L$(波数),$r$=距离,$\alpha$=防波堤方向角

波能通量:$P = \dfrac{\rho g^2 H^2 T}{32\pi}$ [W/m]

CAE关联:OpenFOAM·MIKE 21等数值波浪分析的边界条件设置·验证。与WAMIT/NEMOH的BEM代码远场衍射系数比较。港湾静稳度分析初始设计阶段防波堤开口宽度优化。