波浪水槽二維造波及主動(dòng)吸波方法研究.pdf

1、造波機(jī)造波是在海洋工程水池或港工水槽中模擬實(shí)際波浪環(huán)境的主要技術(shù)手段。特別是浮式海洋工程模型或者港工模型在進(jìn)行定點(diǎn)試驗(yàn)時(shí)，需要長時(shí)間的進(jìn)行造波。然而在傳統(tǒng)造波過程中，水槽或水池中產(chǎn)生的波浪在傳至模型邊界或?qū)γ娉乇跁r(shí)，會(huì)發(fā)生反射，當(dāng)反射波浪再次傳至造波板時(shí)，會(huì)產(chǎn)生二次反射。往復(fù)反射多次后，對(duì)混合波浪場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生較大的干擾，導(dǎo)致試驗(yàn)被迫停止，等待水面恢復(fù)平靜，大大縮短了試驗(yàn)?zāi)軌虺掷m(xù)進(jìn)行的時(shí)間。由于傳統(tǒng)的被動(dòng)消波方法效果有限，因此研究與傳統(tǒng)造波方

2、法相結(jié)合的“造波-主動(dòng)吸波聯(lián)合”的方法具有重要理論和實(shí)際意義。
　　本文基于勢(shì)流理論，針對(duì)水槽或水池二維造波過程，研究了常見的搖板式造波機(jī)和推板式造波機(jī)傳統(tǒng)造波過程原理及實(shí)現(xiàn)方法，分析了從造波板運(yùn)動(dòng)參數(shù)到生成波浪各要素之間的傳遞關(guān)系。明確造波板運(yùn)動(dòng)同波浪要素之間的傳遞關(guān)系，可為在實(shí)際水池中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)造波板的控制提供重要的理論依據(jù)，是造波和主動(dòng)吸波過程實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)和支撐。
　　現(xiàn)有造波系統(tǒng)多為線性系統(tǒng)，本文基于線性波浪理論

3、和線性造波理論，對(duì)水槽或水池二維不規(guī)則波造波信號(hào)的產(chǎn)生方法進(jìn)行了分析，著重研究了不規(guī)則波生成時(shí)造波信號(hào)時(shí)間序列的生成方法，并分析了隨機(jī)相位法、隨機(jī)復(fù)頻譜法和白噪聲濾波法產(chǎn)生造波信號(hào)的基本過程，結(jié)果表明，三種方法均能較好的產(chǎn)生不規(guī)則波造波信號(hào)。
　　根據(jù)傳感器（浪高儀）設(shè)置位置的不同，研究了在造波板上和造波板前水池中設(shè)置浪高儀兩種用于主動(dòng)吸波的水動(dòng)力反饋方法的原理。并基于數(shù)字濾波的方法，研究了在水池中設(shè)置浪高儀為主動(dòng)吸波提供水動(dòng)力反

4、饋信號(hào)的理論分析過程。在此基礎(chǔ)上，研究了用于分離入、反射波浪信號(hào)的兩點(diǎn)法，并結(jié)合計(jì)算實(shí)例，對(duì)入、反射波浪的分離過程進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明兩點(diǎn)法能夠較好地分離入、反射波浪。
　　采用誤差平方最小法，針對(duì)在造波板前水池中設(shè)置浪高儀的主動(dòng)吸波方法，研究了數(shù)字濾波器類型的選擇過程，并對(duì)FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了分析，之后，采用程序開發(fā)環(huán)境LabVIEW對(duì)濾波器的設(shè)計(jì)過程及主動(dòng)吸波中波浪信號(hào)的處理過程進(jìn)行的仿真模擬。仿真模擬結(jié)果表明