波浪水槽二維造波及主動吸波方法研究.pdf

1、造波機造波是在海洋工程水池或港工水槽中模擬實際波浪環(huán)境的主要技術手段。特別是浮式海洋工程模型或者港工模型在進行定點試驗時，需要長時間的進行造波。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，會發(fā)生反射，當反射波浪再次傳至造波板時，會產(chǎn)生二次反射。往復反射多次后，對混合波浪場會產(chǎn)生較大的干擾，導致試驗被迫停止，等待水面恢復平靜，大大縮短了試驗能夠持續(xù)進行的時間。由于傳統(tǒng)的被動消波方法效果有限，因此研究與傳統(tǒng)造波方

2、法相結合的“造波-主動吸波聯(lián)合”的方法具有重要理論和實際意義。
　　本文基于勢流理論，針對水槽或水池二維造波過程，研究了常見的搖板式造波機和推板式造波機傳統(tǒng)造波過程原理及實現(xiàn)方法，分析了從造波板運動參數(shù)到生成波浪各要素之間的傳遞關系。明確造波板運動同波浪要素之間的傳遞關系，可為在實際水池中進一步實現(xiàn)對造波板的控制提供重要的理論依據(jù)，是造波和主動吸波過程實現(xiàn)的理論基礎和支撐。
　　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，對水槽或水池二維不規(guī)則波造波信號的產(chǎn)生方法進行了分析，著重研究了不規(guī)則波生成時造波信號時間序列的生成方法，并分析了隨機相位法、隨機復頻譜法和白噪聲濾波法產(chǎn)生造波信號的基本過程，結果表明，三種方法均能較好的產(chǎn)生不規(guī)則波造波信號。
　　根據(jù)傳感器（浪高儀）設置位置的不同，研究了在造波板上和造波板前水池中設置浪高儀兩種用于主動吸波的水動力反饋方法的原理。并基于數(shù)字濾波的方法，研究了在水池中設置浪高儀為主動吸波提供水動力反

4、饋信號的理論分析過程。在此基礎上，研究了用于分離入、反射波浪信號的兩點法，并結合計算實例，對入、反射波浪的分離過程進行了驗證，驗證結果表明兩點法能夠較好地分離入、反射波浪。
　　采用誤差平方最小法，針對在造波板前水池中設置浪高儀的主動吸波方法，研究了數(shù)字濾波器類型的選擇過程，并對FIR數(shù)字濾波器的設計過程進行了分析，之后，采用程序開發(fā)環(huán)境LabVIEW對濾波器的設計過程及主動吸波中波浪信號的處理過程進行的仿真模擬。仿真模擬結果表明