Flow3D在直立式碼頭平均越浪量計算中的應用研究

姜雪亮

（山東港通工程管理咨詢有限公司，山東 煙臺 264001）

在沿海港口水工建筑物設計時，越浪量是一個應當考慮的重要內容。我國現有規范對于斜坡堤堤頂越浪量已有統一的公式進行計算，而對于直立式構筑物目前還沒有能夠達成一致的公式或者算法，各個國家也都有自己的一些經驗計算方法，像歐洲越浪手冊法（EurOtop）[1]、美國海岸工程手冊法（CEM）[2]、合田良實法[3]、大連理工大學法[4]和Franco法等[5]。

本文利用Flow3D軟件，模擬南黃島直立式突堤碼頭在不同堤頂高程下的越浪量，并與美國海岸工程手冊法（CEM）、大連理工大學法的計算結果進行對比，從中找尋計算直立堤越浪量比較好的方法，為后續的工程設計提供一定的借鑒意義。

1 軟件介紹

Flow3D是一款高精確度的計算流體動力軟件，利用其獨有的TruVOF技術，能夠準確地追蹤自由液面變化情況（如水波、水躍等）。利用多區塊網格功能，Flow3D能夠有效地建立網格，即使外形非常復雜的大型模型，也能夠配合不同的精度設定，以適當的網格數量描述復雜的外形特征。Flow3D波浪產生器模型是以傅里葉級數為基礎延伸發展到所有周期非線性波。Flow3D在海岸工程中的應用包括沿海波、碎波、波堤繞射、防波堤、海潮等。

2 經驗算法介紹

（1）CEM法[2]

美國海岸工程手冊中對于直立堤平均越浪量，給出計算公式如下：

式中：q—平均越浪量（m3/s）；

g—重力加速度，取9.81m/s2；

Hs—有效波高（m）；

d—水深（m）；

Rc—堤頂相對于靜水面高度（m）；

γs—為考慮結構配置和形狀的修正因子，對于直墻平面，取1.0；

該手冊中規……