[發(fā)明專利]一種融合多種消波減流機制的浮式消能抑振裝置

在審

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• 申請日: 2023-05-05
• 公開（公告）號: CN116537115A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 巫志文;曾城明;劉喜;韋承賢;倪芃芃;易壯鵬;鐘杰;邵俊潔
• 申請（專利權）人: 廣西大學;長沙理工大學;中山大學
• 主分類號: E02B3/06
• 分類號: E02B3/06;E02B8/06
• 代理公司: 武漢星澤知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42279
• 代理人: 楊曉燕

本發(fā)明公開了一種融合多種消波減流機制的浮式消能抑振裝置，包括浮體和錨泊系統(tǒng)，所述浮體上部為耗能結構、中部為倒Π型載水浮箱結構、下部為倒三角多孔板結構，耗能結構、倒Π型載水浮箱結構、倒三角多孔板結構自上而下剛性連接；倒Π型載水浮箱結構由載水浮箱通過若干肋板與加寬板剛性連接而成，載水浮箱兩端分別設置有注水閥和排水閥，可供浮箱加入或排出壓載水；浮體通過雙張式的纜繩與重力錨基礎連接。本發(fā)明所述浮式消能抑振裝置融合了多種消波減流機理，通過試驗證明了其具有優(yōu)異的消能效率；解決了已有裝置消能機制單一，消波效果不理想和幾乎不能消流等問題；裝置可根據(jù)需要布置成單排、多排或圓圈式結構以更好的抵御波流侵襲。

技術領域

本發(fā)明涉及海洋工程中的防波堤技術領域，具體涉及一種融合多種消波減流機制的浮式消能抑振裝置，適用于維持復雜波流作用下浮體的安全與穩(wěn)定。

背景技術

隨著世界人口的迅速增長，陸地空間越來越擁擠，可開發(fā)利用的陸地資源供不應求，于是開發(fā)海洋資源成為人類發(fā)展道路上的迫切需求與必然趨勢。而復雜的海洋環(huán)境往往會嚴重影響海洋資源開發(fā)裝置或海上工作平臺安全穩(wěn)定的運行，使其難以達到規(guī)范擬定的舒適性和安全性指標。防波堤，一種可以用來抵擋或減少波浪流侵襲的構筑物，傳統(tǒng)防波堤一般指的是固定式防波堤，然而固定式防波堤的不可移動、隨水深增加造價激增、施工困難和影響海洋環(huán)境等特點使得其越來越不能滿足便捷、經(jīng)濟、環(huán)保的要求。有學者通過試驗和理論分析研究發(fā)現(xiàn)：在水體表面，大致為3倍波高水層厚度內集中了波浪的大部分能量，顯然漂浮在水面的浮式防波堤能更好地適應這種波能分布特點。特別地，在向遠海的探索中，由于地基條件及工程造價的限制，傳統(tǒng)固定式的防波堤已不再適用，浮式防波堤則更多的被選擇。

目前，浮式防波堤按結構形式主要可分為浮箱式、浮筒式和浮筏式。其中，浮箱式浮式防波堤的防波堤消波機理是利用迎波面反射入射波，消減波浪能量，從而衰減透射波。浮筒式浮式防波堤的材料、消波機理和特點等，都類似于浮箱式結構的防波堤。浮筏式浮式防波堤通過自身的變形反射、破碎入射波，使波浪能量得到削減。

傳統(tǒng)浮箱式、浮筒式和浮筏式防波堤存在以下缺點：（1）已有裝置消能機制單一，消波效果不理想；（2）對于長周期波而言，消波效率太低，且?guī)缀鯚o法消流；（3）研究表明，在3倍波高水層厚度內集中了波浪的大部分能量，而一般海況波浪高度為2~4m，顯然傳統(tǒng)的浮式防波堤入水深度不足以覆蓋波浪影響深度，故消能效果不夠理想；（4）傳統(tǒng)浮箱、浮筒式防波堤擋水面積不可調節(jié)；（5）動力響應大，錨泊系統(tǒng)在波浪流作用下容易破壞；（6）防波堤單元連接施工較為復雜，而且維修和拆卸較為困難。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有浮式防波堤結構存在的上述問題，提供一種融合多種消波減流機制的浮式消能抑振裝置，裝置包括耗能結構、載水倒Π型浮箱和倒三角多孔板結構，運用了多種消波減流機制有效消能。裝置可以根據(jù)需要布置成單排、多排或圓圈式結構，以更好地抵抗波流侵襲。

本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種融合多種消波減流機制的浮式消能抑振裝置，包括浮體和錨泊系統(tǒng)，所述浮體上部為耗能結構、中部為倒Π型載水浮箱結構、下部為倒三角多孔板結構，所述耗能結構、倒Π型載水浮箱結構、倒三角多孔板結構自上而下剛性連接；所述倒Π型載水浮箱結構由載水浮箱通過若干肋板與加寬板剛性連接而成，所述加寬板設置在載水浮箱與下部倒三角多孔板結構之間，所述載水浮箱兩端分別設置有注水閥和排水閥，所述注水閥和排水閥分別用于載水浮箱加入或排出壓載水；所述錨泊系統(tǒng)包括纜繩和重力錨基礎，所述浮體通過雙張式的纜繩與所述重力錨基礎連接。

按上述方案，所述耗能結構頂部為開孔板，所述開孔板上設置多個開孔，水體通過所述開孔板的多個開孔落入耗能結構中；所述耗能結構內部設置多個耗能板，所述耗能板沿著入射波方向設置多個開孔。

按上述方案，所述開孔板的開孔率設為20～25％。

按上述方案，所述耗能板入射孔的開孔率設為10％～13％。