JTJT234-2001 波浪模型试验规程.docx

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1、中华人民共和国行业标准波浪模型试验规程JTJ/T2342001主编单位：南京水利科学研究院批准部：中华人民共和国交通部施行H期：2002年5月1日关于发布波浪模型试验规程(JTJ/T2342001)的通知交水发2001773号各省、自治区、直辖市交通厅(局、委),长江、珠江航务管理局及有关企事业单位：由我部组织南京水利科学研究院等单位修订的波浪模型试验规程,已经审套通过,现批准为推荐性行业标准,编号为JTJ/T234-2001自2002年5月I日起施行。波浪模型试验规程(Jn301-88)(试行)同时废止。本规程由交通部水运司负责管理和解释,由人民交通出版社出版发行。中华人民共和国交通部二。0

2、，年十二月二十五日修订说明本规程是在波浪模型试验规程(JTJ301-88)(试行)的基础上编制而成。主要包括:波浪模型试验的基本规定、整体和断面物理模型试验、桩基和墩柱建筑物及水下管线物理模型试验、浮式建筑物物理模型试验、波浪泥沙物理模型试验和波浪数值模拟等技术内容。本规程主编单位为南京水利科学研究院.参加单位为大连理工大学和天津港湾工程研究所。波浪模型试验规程(JTJ301-88)(试行)自1988年实施以来,对统一波浪模型试验技术要求和分析方法发挥了积极的作用。随着我国海岸及港口工程建设的迅速发展,以及模型试验技术的进步,对波浪模型试验提出了一些新的要求,波浪模型试验规程(JTJ301-8

3、8)(试行)的内容在深度和广度上已与当前的形势不相适应。为统一和规范波浪模型试验新的技术要求,促进研究质量的提高,需要对波浪模型试验规程(JTJ301-88)(试行)进行补充和修订。为此,交通部水运司组织南京水利科学研究院等单位在进行大最地调杳研究、总结近IO余年来国内外波浪模型试验技术的实践经验、广泛征求有关单位和专家意见的基础上,对波浪模型试验规程(JTJ301-88)(试行)进行了修订。本规程共分9章31节及7个附录,并附条文说明。本规程编写人员分工如下：1总则:左其华杨正己2术语:杨正己贺辉华王鉴义3波浪物理模型试验的基本规定:杨正己俞聿修陈国平张馥桂刘子琪4整体物理模型试验:张散桂杨

4、正己左其华黄海龙5斜坡式和直墙式建筑物断面物理模型试验:刘子琪杨宪章6桩基和墩柱建筑物及水下管线物理模型试验:俞聿修7浮式建筑物物理模型试验：王凤龙8波浪泥沙物理模型试验:杨正己9波浪数值模拟:左其华潘军宁王红川丁炳灿附录A、附录B：陈国平潘军宁附录C:潘军宁王红川丁炳灿附录D：刘子琪杨宪章附录E、附录F：左其华潘军宁王红川丁炳灿附录G：黄海龙附加说明:杨正己本规程于2001年7月20日通过部审,于2001年12月25日发布,2002年5月1日起实施。本规程由交通部水运司负责管理和解释。请有关单位在使用本规程过程中,将发现的问题和意见及时函告交通部水运司和本规程管理组，以便修订时参考。目次1总

5、则12术语23波浪物理模型试验的基本规定53.1一般规定53.2相似准则63.3波浪与水流模拟93.4试验设备和测鼠仪器H3.5试验数据采集和处理124整体物理模型试验164.1一般规定164.2边界条件模拟164.3波浪传播与变形模型试验174.4港内水域平稳度校型试验n4.5船行波模型试验185斜坡式和直墙式建筑物断面物理模型试验195.1一般规定195.2斜坡式建筑物断面模型试脸205.3宽肩台式抛石防波堤断面模型试验215.4直墙式建筑物断面模型试验225.5越浪量和波浪度高试验236桩基和墩柱建筑物及水下管线物理模型试验246.1一般规定246.2桩基和Ift柱建筑物模型试验246.

6、3带梁板透空建筑物模型试验266.4水下管线模型试验267浮式建筑物物理模型试验277.1般规定277.2浮式防波堤模型试验277.3系泊船舶运动Ir撞击力和系缆力模型试验288波浪泥沙物理模型试验308.1-般规定308.2沿岸输沙的波浪泥沙模型试验308.3岸滩横剖面的波浪泥沙模型试验318.4建筑物附近底床局部冲刷模型试验339波浪数值模拟359.1一般规定359.2风浪数值模拟359.3开敞水域波浪传播数值模拟369.4港内水域波浪传播数值模拟379.5波浪力数值模拟37附录A不规则波试验数据统计分析39附录B随机数据时间序列的谱分析43附录C随机数据时间序列的互潜分析47附录I）单向

7、波合成多向波模型试验51附录E波浪折射数学模型53附录FHeIInhohZ方程边界元法57附录C本规程用词用语说明61附加说明本规程主编单位、参加单位、主要起草人、总校人员和管理人员名单62附条文说明651总则1.0.1为统一波浪模型试验技术要求和分析方法,提高研究成果的可靠性.为水运工程建设提供科学依据,制定本规程。1.0.2本规程适用尸海岸、近海和内陆水域等水运工程的波浪、波浪与水流,及其与建筑物、岸滩等相互作用的物理模型试验和数值模拟试验。1.0.3波浪模型试验除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语2.0.1波浪模型模拟波浪为主要动力因素及其与建筑物、岸滩等相互作用的模

8、型,包括物理模型和数值模拟两种方法。2.0.2物理模型.将研究对象按一定的相a准则缩制而成的实体模型。2.0.3数值模拟针对研究对象和需要解决的问题,采用合适的数学物理方程,按定解条件进行数值求解的方法。2.0.4模型比尺原型与模型各对应物理量间的比值。2.0.5正态模型水平长度比尺与垂直长度比尺相等的模型。2.0.6变态模型水平长度比尺与垂直长度比尺不相等的模型。2.0.7模型的变率模型水平长度比尺和垂直长度比尺的比值。2.0.8几何相似模型与原型的线性尺度之间成固定比例关系。2.0.9运动相似模型与原型各相应的速度、加速度的比值相等,且方向相同.2.0.10重力相似模型与原型的惯性力和重力

9、在相应方向上的分敬比值相等。2.0.11弹性相似模型与原型的惯性力和弹性力在相应方向上的分量比值相20.12相似准则模型与原型的物理现象保持相似所必须遵守的规则，2.0.13规则波波高、波周期不变的波浪。2.0.14不规则波波高、波周期随机变化的波浪。2.0.15单向不规则波单一方向传播的不规则波,又称二维不规则波。2.0.16多向不规则波多方向传播的不规则波，又称三维不规则波。2.0.17频率谱波浪能量随频率变化的分布。2.0.18方向谱波浪能R随频率和方向变化的分布。2.0.19方向分布函数表征波能沿方向分布规律的函数。2.0.20潜峰频率频率谱密度峰值相对应的频率。2.0.21波能波动水

10、体所具有的动能和势能。2.0.22波面波动水体的自由表面。2.0.23波峰线垂直于波浪传播方向相邻的波峰顶点的连线。2.0.24造波机二次反射来自模型建筑物及试验水槽或水池壁的反射波传至造波机后再次发生的反射。2.0.25波群波列中大于某一波高的若干连续出现的波浪。2.0.26比波高测点波高与原始入射波高或指定控制点波高的比值。2.0.27沿岸输沙在波浪和水流作用下形成的沿岸方向的泥沙输移。2.0.28岸滩横剖面与岸线垂直的岸滩剖面。2.0.29验证试验为检验和校正模型与原型相似程度的试验C2.0.30线性波流体动力学方程和边界条件中只保留线性项所描述的波浪，2.0.31非线性波流体动力学方程

11、和边界条件中,除线性项外,尚保留二阶或高阶项所描述的波浪C2.0.32边界条件物理模型试验和数值模拟中边界上的控制条件C2.0.33初始条件数值模拟中起始时的控制条件。3波浪物理模型试验的基本规定3.1一般规定3.1.1波浪模型试验应根据工程规划和设计要求选用物理模型试验或数值模拟试验。必要时,应同时进行物理模型试验和数值模拟试验。3.1.2波浪模型试验中所研究的问题能简化为二维时，可采用断面模型；当研究的问题不能简化为二维时应采用悠体模型。3.1.3波浪模型试验前,应根据试验任务的要求编制试验大纲。试验大纲应包括下列内容：(1)试验依据和遵守的技术标准；(2)项目概况.试验目的、内容和要求；

12、(3)试验依据的基本资料，试验方法和实施方案；(4)试验设备和测量仪器；(5)主要试验人员、试验进度计划、预期的目标和试验结果。3.1.4在物理模型试脸前,应对试验设备和测最仪器进行校验。3.1.5试验成果报告应按下列格式编写：(1)封面,包括试验成果的名称、承担单位、参加单位和编制日期；(2)扉页,包括法人代表、技术主管、项目负责人、报告编写人和试验参加人员；(3)摘要,简述试验目的和方法及试验主要结论；(4)目次,包括试验成果报告的章、节名称和起始页码；(5)正文:(6)参考文献。316试验成果报告的正文应包括下列内容：(I)引言,包括试验的背景、目的和采取的技术路线等；(2)试验依据的基

13、本资料包括工程概况、工程布置、建筑物结构、水位、波浪、地形及其它水文、气象、泥沙和地质等资料；(3)试验内容和技术要求；(4)模型设计或数值模拟方法包括物理模型的相似条件、模型比尺的选择、模型的布置及试验设备和测量仪器等;数值模拟的基本控制方程、边界条件、求解方法、离散格式和参数的确定；(5)模型制作,包括图纸资料、边界和制作精度；(6)试验结果分析；(7)结语,包括试验主要结果、存在的问题及建议。31.7进行验证试验的项目，其试验成果报告的正文应包括验证试验相似性和合理性的内容C3.2相似准则3.2.1波浪物理模型试验宜采用正态模型C3.2.2正态模型的长度比尺应满足下列要求。3.2.2.1

14、断面物理模型长度比尺应符合表3.2.2的规定。断面物理模型长度比尺表3.2.2建筑物5!式模型K度比尺人斜坡式、直堵式、水下管线40桩里、墩住60浮式803.2.2.2整体物理模型长度比尺不应大于150。当有船舶模型置于其中时,模型长度比尺不应大于80o船行波试验时模型长度比尺不宜大于30。3.2.2.3模型的原始人射波，规则波波高不应小于2cm,波周期不应小于05s:不规则波有效波高不应小于2cm,谱峰值周期不应小于0.8s。3.2.3模型设计应根据波浪等动力因素及其与建筑物、岸滩等相互作用的特点,采用不同的相似准则,并应符合下列规定Q3.2.3.1波浪、波浪与水流及其与建筑物、岸滩等相互作用的模型设计,应满足重力相似,其比尺按下列公式确定：入一4(3.2.3-1)儿=V(3.2.3-2)Ar=小(3.233)u=Alz2(3.2.3-4)Ap=A(3.2.3-5)入F=V(3.2.3-6)Aq=4(3.2.3-7)Aq=m(3.238)三A4(3.239)式中A-模型长度比尺；Zp原型长度:*-一模型长度；A-时间比尺；Ar频率比尺；Au-一速度比尺；丫-压强比尺；