Πειραματική διερεύνηση ανάκλασης και υπερπήδησης κυμάτων σε κατακόρυφα μέτωπα με διατάξεις απομείωσης ενέργειας

Abstract

The aim of this doctoral Thesis is to investigate the reflectivity of vertical seawalls with energy dissipation systems, under wave attack and the influence of the wave overtopping at the wave reflection.In order to estimate the bulk reflection coefficient, as the mean reflection coefficient of irregular waves, wave measurements were undertaken in physical model conditions, in front of vertical seawalls with energy dissipation systems. In some cases, measurements of wave overtopping and waves were done simultaneously .Four series of wave measurements were executed under 2 different types of vertical seawalls.Type A: Vertical quay-wall with energy dissipation chamber, with or without riprap into the chamberType B: Composite vertical seawall with wave returnFrom the data analysis of the above mentioned measurements, formulae were proposed to correlate the reflection coefficient to the waves characteristics and to the characteristics of the tested sections. The wave overtopping discharge is correlated also to the reflection coefficient .These formulae can be used a) to estimate the reflection coefficient in similar section in preliminary studies for the amelioration of the sections performance, b) for the estimation of the wave overtopping as a function of reflection coefficient and c) to calibrate mathematical models.

Αντικείμενο της διατριβής είναι η διερεύνηση της ανακλαστικότητας κατακόρυφων μετώπων με διατάξεις απομείωσης ενέργειας υπό την δράση θαλασσίων κυματισμών καθώς και η επίδραση της κυματικής παροχής υπερπήδησης στην ανάκλαση των κυμάτων. Για τη μελέτη των φαινομένων αυτών έγιναν πειραματικές μετρήσεις της κυματικής διαταραχής, σε φυσικά προσομοιώματα, σε προκαθορισμένες θέσεις έμπροσθεν διατομών ώστε να υπολογιστεί ο μέσος συντελεστής ανάκλασης Cr (Bulk Reflection Coefficient), των διατομών, ως ο μέσος όρος του φάσματος των συντελεστών ανάκλασης. Ταυτόχρονα σε ορισμένες περιπτώσεις έγιναν και μετρήσεις παροχής υπερπήδησης q, μετρούμενης σε (m3/s/m). Εκτελέσθηκαν 4 σειρές πειραματικών μετρήσεων οι οποίες χωρίζονται σε 2 ομάδες βάσει των χαρακτηριστικών τους, τις ακόλουθες:Α) Διατάξεις με κατακόρυφο μέτωπο και θάλαμο εκτόνωσης κυματισμών κενό ή με λιθορριπήΒ) Διατάξεις με κατακόρυφο μέτωπο και με τοίχο επιστροφής κυματισμών σε μεικτή διατομή Από την διαστατική ανάλυση και την επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων προέκυψαν εμπειρικές σχέσεις που συνδέουν τον συντελεστή ανάκλασης με τα χαρακτηριστικά μεγέθη της διατομής και των προσπιπτόντων κυμάτων ανά υποκατηγορία έργου. Επίσης συσχετίσθηκε η μεταβολή του συντελεστή ανάκλασης με την παροχή κυματικής υπερπήδησης. Η ερευνητική συμβολή της διατριβής έγκειται στο γεγονός ότι οι προτεινόμενες εμπειρικές σχέσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν: α) για την καταρχήν διαστασιολόγηση διατομών με βάση τις κυματικές συνθήκες στην περιοχή όπου πρόκειται να κατασκευασθούν β) για τον συνυπολογισμό της επίδρασης που έχει η κυματική υπερπήδηση στην ανάκλαση των κυμάτων και κατά συνέπεια στη βελτιστοποίηση της διαστασιολόγησης των διατομών τέτοιου είδους και γ) για την βαθμονόμηση μαθηματικών μοντέλων.