Способ гашения длинных морских волн в портовом подходном канале и устройство для его осуществления (его варианты) Советский патент 1985 года по МПК E02B3/06 

со

00

й

1

О1

1. Способ гашения длинных морских волн в портовом подходном канале, включающий строительство примыкающего к каналу бассейна, отличающийся тем, что, С целью уменьшения затрат и потерь производственных площадей порта, производят измерение частотных характеристик волн в море перед каналом и в зависимости от изменения частотных характеристик волн производят изменение геометрических размеров бассейна до совпадения i его резонансной частоты с преобла(Л дающими частотами спектра волн.

«/г /

rV н , , I

L -t

2К

Т преобладающ™ период спектдера длинных морских вoлнj - ускорение свободного падения-,

L - длина присоединенного бассейна;К - поправочный коэффициент,

зависящий от формы присоединенного бассейна-, Н - глубина присоединенного

бассейна.

U. Способ по пп. 2 и 3, отлиающийся тем, что глубину ассейна определяют из соотношения

U - Г

де Т - преобладающий период спектра длинных морских ВОЛН ,

у - ускорение свободного паде НИН j

Н - глубина присоединенного бассейна;

L - длина присоединенного бассейна-,

К - поправочньй коэффициент,

зависящий от формы присоединенного бассейна.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для гашения длинньк морских волн в диапазоне периодов 0,5-10 мин, вызывающих в морских портах опасное явление тягуна.

Цель изобретения - уменьшение затрат и потерь производственных площадей порта.

На фиг.1 изображен портовый подходной канал с присоедииешилм

98145

бассейном по первому варианту, вид сверхуi на фиг.2 - разрез А-А на . фиг.и на фиг.З - портовый подходной канал с присоединенным бассейном по второму варианту, вид сверху; на фиг.4 - то же, разрез.

На чертежах позициями обозначены; падающая волна 1, портовый подходной канал 2, присоединенный бассейн 3 (по типу резонансной камеры), поперечная подвижная стенка Д (в виде понтона), исполр{и3тельное устройство 5, направляющая система 6i измерительный преобразователь 7 спектра длинных волн; анализатор 8 спектра длинных волн исполнительная насосная система 9,водозаборная труба 10, соедини- . тельная труба 11j эластичная емкость 12, внутренняя полость 13 эластичной емкости. Способ гашения длинных морских волн заключается в следуннцем. Волногасящее действие присоединенных бассейнов 3 по типу резонансных камер заключается в том, чтобы частично излучать обратно в.,море и диссипировать в самом присоединенном бассейне 3 длинные волны в диапазоне периодов, вызывающих явление тягуна (0,5-10 ми При вхождении длинной волны в подходной канал 2 и через него на пор товую акваторию она частично захватьшается присоединенным бассейном 3. При этом часть энергии длин ной волны будет гаситься в самом присоединенном бассейне 3, часть будет отражаться и уходить в сторону моря. Суммарное волногашение зависит от соотношения частоты падающих волн и собственной (резонасной) частоты присоединенного бассейна 3. При фиксированных параметрах присоединенного бассейна 3, обусловленных постоянством его геометрических размеров, он будет эффективно уменьшать амплитуды длинных волн только в узком диапазоне частот, остальные частоты он будет пропускать почти без уменьшения амплитуд из колебаний. Адаптивно изменяя параметры присоединенного бассейна 3 путем настройки его на оптимальный режим волногаше ния (в зависимости от параметров п дающих длинных волн), можно добить ся эффективного волногашения волн в широком диапазоне частот. Максимальный захват энергии длинных вол в присоединенном бассейне будет на людаться при резонансе длинных волн (т.е. при совпадении частоты длинных волн и собственной частоты резонатора). Резонансная частота присоединенного бассейна 3 зависит от его геометрических размеров и планового расположения. Для бассей нов 3 простой геометрической формы резонансная частота будет зависеть 54 главным образом от его длины и бины. i где К - поправочный коэффициент, зависящий от формы присоединенного бассейна (1.3-2,7)) L - длина присоединенного бассейна-, И - глубина присоединенного «ассейна; - ускорение свободного падения. Поэтому- для изменения резонансной частоты присоединенного бассейна 3 и достижения эффекта максимального волногашения. предлагается адаптивно (т.е. в зависимости от преобладающего периода в спектре длинных волн) изменять геометрические размеры бассейна 3 (преимущественно его длину, и/или глубину). Ввиду того, что длинные волны, вызывающие явление тягуна в морских портах, обычно имеют достаточно узкий спектр, медленно меняющийся во времени, перестройка присоедивенного бассейна 3 путём изменений его геометрических параметров может производиться не для каждой волны, а для серий волн, что упрощает процесс управления. Учитывая, что максимальное волногашение наступает при приближении собственной частоты присоединенного бассейна 3 к частоте длинных волн, размеры присоединенного бассейна 3 можно выбирать, исходя из соотношения(1). Длину присоединенного бассейна, обеспечивающую оптимальное волногашение, выбирают из соотношения где Т - преобладающий период спектра длинных волн - ускорение свободного падения-. Н - глубина бассейна , L - длина присоединенного бассейна-, k - поправочный коэффициент, зависящий от формы присоединенного бассейна. В случае управления глубиной присоединенного бассейна, глубину. 5 обеспечивающую оптимальное волногашение, выбирают из соотношения где Т - преобладающий период спектра длинных волн; g - ускорение свободного падеНИЯ и - глубина присоединенного бас сейна; L - поправочный коэффициент. Устройство (вариант 1) для гашения длинных морских волн (фиг.1,2 состоит из расположенного в подходном канале 2 присоединенного бассейна 3 в котором задняя стенка 4 выполнена подвижной, например в виде понтона. Подвижная стенка кинематически связана с исполнительным устройством 5 позволяющим перемещать подвижную стенку 4 по направляющей системе 6, ориентированной по длине присоединенного бассейна 3. На подходах к порту, например в подходном канале 2, установлен измерительный преобразователь 7 длинных волн, в качест ве которого могут применяться, например, гидростатические уровнемеры с дистанционной передачей информации. Выход измерительного преобра зователя 7 длинных волн подключен к анализатору 8 спектра длинных волн, выход которого соединен с исполнительным устройством 5. Устройство (вариант 1) для гашения длинных морских волн работает следующим образом. Длинные волны 1, входя в подходной канал 2 порта, измеряются измерительным преобразователем 7, сигна с которого подается на анализатор 8 спектра, позволяющий определить преобладающий период спектра длинно периодного волнения. Сигнал с анализатора 8 спектра подается на испо нительное устройство 5, которое перемещает подвижную стенку 4 по направляющей системе 6 таким образом, чтобы стенка переместилась на величину, обеспечивающую настройку присоединенного бассейна 3 на режим оптимального волногашения (как это описано в способе). Устройство (вариант 2) для гашения длинных морских волн 1 (фиг. 3, 4) состоит из расположенного в подходном канале 2 присоединенного бас 5 , - 6 . - . сейна 3 (по типу резонансной камеры), который снабжен уложенной на дно бассейна эластичной наполняемой водой емкостью 12. Внутренняя полость 13 эластичной емкости соединена трубой 11 с исполнительной насосной системой 9, позволяющей производить накачку или откачку воды из эластичной емкости 12 через водозаборную . трубу 10, выведенную одним концом к исполнительной насосной системе 9, а другим - к акватории. На подходе к порту, например в подходном канаЛе 2, установлен измерительный преобразователь 7 длинных волн, выход которого подключен к входу анализатора 8 спектра длинных волн. Выход анализатора 8 спектра длинных волн подключен к входу исполнительной насосной системы 9. Устройство (вариант 2) для гашения длинных морских волн работает следующим образом., Длинные волны 1, входя в подходной канал 2 порта, измеряются измерительным преобразователем 7, сигнал с которого помещается на анализатор 8 спектра, позволяющий определить преобладайм; йериод спектра длинных волк. Сигнал с анализатора 8 спектра подается на исполнительную насосную систему 9, которая путем накачки или откачки водной массы через водозаборную трубу to и соединительную трубу t1 из эластичной емкости 12 производит наполнение или опорожнение ее и, соotBeTCTBeHHo, изменение глубины дна присоединенного бассейна 3. Степень изменения глубины выбирают, исходя из преобладаннцего периода длинных волн на подходе к порту. Например, если принять глубину зкватории 10 м, а период 100 с при коэффициенте 2 (бассейн прямоугольного сечения), длина присоединенного бассейна составит примерно 250 м. При длине 200 и периоде 100 с при коэффициенте 2 (бассейн прямоугольного сечения) глубина присоединенного бассейна должна быть равной 6,5 м. Такое осуществление способа и вьшолиение устройства позволяет повысить эффективность гашения длинных волн в подходном канале порта, уменьшить затраты и потери производ ственных площадей порта.

fug. г

9 It

t/

/ /

X

ч

иг.З