بررسی تجربی بازتاب موج از دیوارهای دریایی شیبدار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

عضو هیات علمی، گروه اقیانوس شناسی، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار

چکیده

در این مطالعه، رفتار بازتابی دیوارهای دریایی متخلخل شیبدار به صورت تجربی با استفاده از مدل‌سازی فیزیکی مورد بررسی قرار گرفت. امواج منظم در طیف گسترده‌ای از ارتفاع‌ها و دوره‌های تناوب موج استفاده شدند. آزمایش‌ها برای عمق ثابت آب0/27 متر و شیب‌های مختلف دیوار دریایی (یعنی ̊ 90، 75، 60 ، 45= θ ) انجام شدند. مشخص شد که پارامترهای تیزی موج، عمق نسبی آب، پارامتر تشابه شکست و شیب دیوار دریایی در پیش‌بینی ضریب بازتاب موج مؤثر هستند. ضریب بازتاب برای دیوارهای دریایی شیبدار در محدوده‌ 0/36-0/77 و برای دیواره‌ متخلخل قائم در محدوده‌ی 0/59-0/83 قرار دارد، در حالی که برای دیوار صاف قائم، تقریباً برابر یک است. کاهش بازتاب موج برای دیوارهای دریایی شیبدار در مقایسه با دیوار متخلخل قائم حدود 28 درصد بود. معادلات تجربی جدید برای تخمین ضرایب بازتاب از دیوار‌های دریایی پیشنهادی با استفاده از تحلیل رگرسیون غیرخطی توسعه داده شدند. این فرمول‌ها با استفاده از نرم‌افزار SPSS بر اساس نتایج تجربی صحت‌سنجی شدند. نتایج این مطالعه در طراحی دیوار اسکله‌های قائم مستهلک کننده انرژی در بنادر، دیوارهای دریایی شیبدار برای حفاظت از ساحل در برابر فرسایش و موج‌شکن‌های کیسونی شیبدار مفید خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of wave reflection from sloped seawalls

نویسنده [English]

  • Mehdi Esmaeili
Department of oceanography, Faculty of Marine Sciences, Chabahar Maritime University, Chabahar, Iran
چکیده [English]

This study is an experimental investigation on the reflective behavior of sloped porous seawalls using physical modeling. Regular waves in a wide range of heights and periods were investigated. Tests were carried out for a constant water depth of 0.27m and for different inclinations of the seawall (i.e. θ = 45, 60, 75 and 90 ̊). It was found that the parameters of wave steepness, relative water depth, surf similarity parameter and the slope of the seawall were influential in predicting the reflection from the sloped porous seawall. The reflection coefficient (Kr) for sloped seawalls ranged from 0.36–0.77 and for the vertical porous seawall it was 0.59–0.83, whereas for the vertical plane wall, it was almost 1. The difference in the wave reflection for the sloped seawalls as compared to the vertical porous seawall was about 28%. New empirical equations were developed for estimating the wave reflection coefficients from the proposed seawalls using nonlinear regression analysis. These equations were calibrated using SPSS based on the experimental results. The results of this study may be useful in the design of energy dissipating vertical quay walls in ports, sloped seawalls for shore protection from erosion and sloped caisson breakwaters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wave reflection
  • Sloped seawall
  • Experimental modeling
  • Regular waves

مراجع

 [1] El-Alfy KS, Rageh OS, Nassar KA. Wave hydrodynamic characteristics of vertical and sloped seawalls. Mansoura Engineering Journal. 2015 Mar 26;40(1):1-18.
[2] Esmaeili M, Rahbani M, Karami Khaniki A. Experimental investigating on the reflected waves from the caisson-type vertical porous seawall. Acta Oceanologica Sinica. 2019;38(6):117-23.
[3] Neelamani S, Sandhya N. Wave reflection characteristics of plane, dentated and serrated seawalls. Ocean Engineering. 2003;30(12):1507-33.
 [4] Theocharis I, Anastasaki EN, Costantinos IM, Giantsi T. A new wave absorbing quay-wall for wave height reduction in a harbor basin, Ocean Engineering, 2011;38:1967–78.
[5] Koraim A, Rageh O. Hydrodynamic performance of vertical porous structures under regular waves. China Ocean Engineering. 2013;4(27):451-68.
 [6] Negm A, Nassar K. Determination of wave reflection formulae for vertical and sloped seawalls via experimental modelling. Procedia Engineering. 2016;154:919-27.
 [7] Nassar K, Mahmod WE, Tawfik A, Raghe O, Negm A, Fath H. Developing empirical formulas for assessing the hydrodynamic behaviour of serrated and slotted seawalls. Ocean Engineering. 2018;159:388-409.
 [8] Pratola L, Rinaldi A, Molfetta MG, Burno MF, Pasquali D, Dentale F, Mossa M. Investigation on the reflection coefficient for seawalls protected by a rubble mound structure. Journal of Marine science and Engineering. 2021;159:388-409.
[9] Ehsani M, Moghim MN, Shafieefar M, Mostaghiman A. Wave reflection of irregular waves from multi-layer berm breakwaters. International Journal of Coastal and Offshore Engineering. 2020;9(9):937-52.
[10] Diaz-Carrasco P, Eldrup MR, Anderson TL. Advance in wave reflection estimation for rubble mound breakwaters: The importance of the relative water depth. Coastal Engineering. 2021;168:1-13.
[11] اسماعیلی مهدی، رشیدی حصاری اکبر، فرجامی حسین. بررسی خصوصیات استهلاکی دیوار دریایی جاذب موج عمودی. فصل‌نامه علمی دریا فنون. 1400; 8(4): 30-39.
[12] کرمی‌‌خانیکی علی، شکرلب ملوک. ارزیابی آزمایشگاهی انعکاس امواج از دیواره‌های ساحلی صندوقه‌ای. فصلنامه پژوهش و سازندگی. 1384؛18(2):11-17.
 [13] Hodaei SMR, Chamani MR, Moghim MN, Mansoorzadeh S, Kabiri-Samani A. Experimental study on reflection coefficient of curved perforated plate, Journal of Marine Science and Application, 2016;15(4):382-387.
 [14] Lima Neto I. Wave reflection from submerged rectangular obstacles: experiments and predictive formula, Acta Scientiarum Technology, 2018;40(1):20-25.
 [15] Setiyawan A. Analysis breakwater type cube of the transmission coefficient (Kt), reflection coefficient (Kr), and dissipation coefficient (Kd), Journal of Engineering and Applied Sciences, 2018;13(17): 4696-4703.
 
[16] Koraim AS, Heikal EM, Abo Zaid AA. Hydrodynamic characteristics of porous seawall protected by submerged breakwater, Applied Ocean Research, 2014; 46:1-14.
[17] Nassar K, Mahmod WE, Tawfik A, Raghe O, Negm A, Fath H. Developing empirical formulas for assessing the hydrodynamic behaviour of serrated and slotted seawalls, Ocean Engineering, 2018; 159:388-409.
[18] Goda Y, Suzuki Y. Estimation of incident and reflected waves in random waves. In: Proceedings of 15th Conference on Coastal Engineering. New York;1976. P.828-45.
[19] Hughes SA. Physical models and laboratory techniques in Coastal Engineering. Singapore: Advanced Series on Ocean Engineering, World Scientific Publishing; 1993. p.568.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار