Interaction of surface gravity waves with perforated screen

Abstract

The paper examines the interaction of surface gravity waves with cylindrical marine structures within the framework of a finite depth fluid model. The problem is considered in a potential formulation. The impact of a perforated screen as a protective element around a cylindrical structure on reducing force loads on it and changing the deflection of the free surface of the water was investigated. The dependence of wave diffraction on screen perforation and its position relative to the cylinder was established. Wave diffraction research methods and their application to solving problems are discussed. Analytical solutions were built and calculations were made on this basis, which allow investigating the influence of the geometric proportions of the structure on the lateral force, in order to establish the minimum and maximum wave loads. The dependence of the total scattering power and the scattering diagram on the physical and geometric parameters of the model was established. It is shown that the perforated screen has the properties of a wave absorber, that is, it can be used as a protective element. У статті розглядається взаємодія поверхневих гравітаційних хвиль з циліндричними морськими структурами в рамках моделі рідини скінченної глибини. Проблема розглядається в потенційній постановці. Досліджено вплив перфорованого екрана як захисного елемента навколо циліндричної конструкції на зменшення силових навантажень на неї та зміну прогину вільної поверхні води. Встановлено залежність дифракції хвилі від перфорації екрана та його положення відносно циліндра. Обговорюються методи дослідження дифракції хвиль та їх застосування до розв’язування задач. На їх основі побудовано аналітичні рішення та проведено розрахунки, які дозволяють дослідити вплив геометричних пропорцій конструкції на поперечну силу, щоб встановити мінімальне та максимальне хвильове навантаження. Встановлено залежність повної потужності розсіювання та діаграми розсіювання від фізико-геометричних параметрів моделі. Показано, що перфорований екран має властивості поглинача хвиль, тобто його можна використовувати як захисний елемент.