考虑波浪对粉砂质岸坡作用的离心模型试验

1

作者 张晨 朱洵 +1 位作者 王羿 顾行文 《海洋工程》 北大核心 2025年第2期114-123,共10页

波浪作用对岸坡稳定性有显著影响。为在模型试验中反映波浪作用下岸坡的真实应力状态,完成了一组关于有限水深条件下波浪对粉砂质岸坡作用的离心模型试验,其中超重力环境下的波浪由冲箱式造波机生成。介绍了超重力场下冲箱式造波机的造... 波浪作用对岸坡稳定性有显著影响。为在模型试验中反映波浪作用下岸坡的真实应力状态,完成了一组关于有限水深条件下波浪对粉砂质岸坡作用的离心模型试验,其中超重力环境下的波浪由冲箱式造波机生成。介绍了超重力场下冲箱式造波机的造波特点,根据试验结果分析了粉砂质岸坡在波浪作用下的冲刷特征和破坏模式,提出了基于冲刷形态的剥蚀率指标,并探讨了岸坡表面和土体内部孔隙水压力的变化规律。结果表明,粉砂质岸坡在波浪作用下出现了明显的侵蚀-后退现象,水面线附近侵蚀严重,破坏面的坡率大约在65°,破坏模式表现为浅层滑坡。水面线附近的岸坡受波浪作用影响,出现了类似“液化”现象;同时坡内的渗流过程进一步影响了岸坡稳定性。 展开更多

关键词 粉砂质岸坡 离心模型试验 冲箱式造波机 波浪作用 侵蚀特性

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无背波波流水槽设计及纯流数值模拟

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作者 姚建均 唐瑞卓 +3 位作者 苏振兴 李英朝 刘原铭 闫宇坤 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期772-778,共7页

为了更好的模拟海洋环境,减少开发海上结构物与装备的成本与风险,本文设计了一种无背波波流水槽系统。通过理论设计计算和对比分析的方法,对水槽的计算模型进行纯流数值模拟,结果表明:无背波波流水槽的定常流区长14.5 m左右,涡量很少,... 为了更好的模拟海洋环境,减少开发海上结构物与装备的成本与风险,本文设计了一种无背波波流水槽系统。通过理论设计计算和对比分析的方法,对水槽的计算模型进行纯流数值模拟,结果表明:无背波波流水槽的定常流区长14.5 m左右,涡量很少,最大流速区在底面处,并且当流动速度增加时,自由面不受扰动。试验段位于16~20 m范围内,纵向速度均匀,上部速度符合设计要求,并具有模拟槽底流动的能力。当无背波造波装置处于最大过水深度时,随着进水口速度的增加,试验槽长度逐渐变短。该系统由消除了背波与液面干扰的影响。稳流区域长度约14.5 m、试验区为16~20 m附近区域且当无背波造波装置处于最大过水深度时,随着进水口速度的增加,试验段的长度逐渐变短。 展开更多

关键词 波流水槽 直冲型入水口 无背波造波机 液面干扰 纯流数值模拟 稳流区域 试验区 涉水深度

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用OpenFOAM实现数值水池造波和消波 被引量：38

3

作者 查晶晶 万德成 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2011年第3期1-12,共12页

基于OpenFOAM求解器interDyMFoam,开发实现数值水池造波(包括推板和摇板造波)和阻尼消波。所编写的造波边界条件,可依据实验造波理论将各种造波模式植入其中,从而实现各种波的数值造波。首先进行了线性波的数值造波实验,通过结合阻尼消... 基于OpenFOAM求解器interDyMFoam,开发实现数值水池造波(包括推板和摇板造波)和阻尼消波。所编写的造波边界条件,可依据实验造波理论将各种造波模式植入其中,从而实现各种波的数值造波。首先进行了线性波的数值造波实验,通过结合阻尼消波段的应用,造波水池可提供稳定的线性波。还进行了瞬时极限波和有限振幅的数值造波实验,与实验数据或同类数值结果吻合很好,进一步验证了的数值造波和消波方式的可靠性。 展开更多

关键词 OPENFOAM 动边界 数值造波 阻尼消波

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水槽造波机的参数确定及结构设计 被引量：11

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作者 朱萍 黄晶华 赵丽君 《现代电力》 2011年第4期44-48,共5页

实验室是用水槽造波机来模拟海浪的,为确保造波机的性能与造波效果,有必要对造波机的主要设计参数进行计算。针对现今国内外主流的交流伺服式造波机,介绍了以推板式为造波型式和以交流伺服电机为驱动方式的水槽造波机的简单工作原理及... 实验室是用水槽造波机来模拟海浪的,为确保造波机的性能与造波效果,有必要对造波机的主要设计参数进行计算。针对现今国内外主流的交流伺服式造波机,介绍了以推板式为造波型式和以交流伺服电机为驱动方式的水槽造波机的简单工作原理及各组成部件;利用势函数理论,根据拟定要实现的造波能力,计算出水槽造波机的主要设计参数,即推波板的最大行程、最大运动速度、单元最大负载力及最大负载功率等;结合这4个主要设计参数,设计出造波机的整机结构并确定机械运动结构和伺服驱动结构的具体规格与型号。 展开更多

关键词 造波机 水槽 推板式 伺服电机 滚珠丝杠

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基于S面控制的无反射造波系统 被引量：5

5

作者 李宏伟 庞永杰 +1 位作者 秦再白 杨溢 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期197-201,共5页

基于S面控制算法给出了一种新颖的无反射造波策略.采用交流伺服控制技术,设计了单轴无反射造波机控制硬件系统,根据无反射造波控制算法与所用硬件产品的特性,编写了无反射造波控制软件.在简易水槽中进行了规则波的普通造波与无反射造波... 基于S面控制算法给出了一种新颖的无反射造波策略.采用交流伺服控制技术,设计了单轴无反射造波机控制硬件系统,根据无反射造波控制算法与所用硬件产品的特性,编写了无反射造波控制软件.在简易水槽中进行了规则波的普通造波与无反射造波试验,并与以往的无反射造波方法进行了对比.试验结果表明:采用S面无反射造波方法时,造波机能够长时间地输出稳定的波形,与以往的无反射造波方法相比,S面控制算法体现了更好的吸收效果.给出的无反射造波机系统的设计方法可以为不规则波无反射造波的研究以及水池多轴造波机无反射造波系统的集成提供依据. 展开更多

关键词 造波机 二次反射波 无反射造波 S面控制器 伺服控制 系统设计

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不规则波与开孔沉箱相互作用数值模拟 被引量：9

6

作者 唐蔚 孙大鹏 吴浩 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期44-52,共9页

采用三步有限元法对N-S方程进行离散,同时借助CLEAR-VOF方法追踪流体自由表面,利用主动吸收式造波等手段改进了二维不规则波浪数值水槽,使得水槽中的波浪谱与目标靶谱吻合较好。进而建立了不规则波浪与开孔沉箱作用一种新的数值模式,分... 采用三步有限元法对N-S方程进行离散,同时借助CLEAR-VOF方法追踪流体自由表面,利用主动吸收式造波等手段改进了二维不规则波浪数值水槽,使得水槽中的波浪谱与目标靶谱吻合较好。进而建立了不规则波浪与开孔沉箱作用一种新的数值模式,分析研究不规则波作用下开孔沉箱的反射率,并与现有的物模结果和数模结果进行了对比,为不规则波与开孔沉箱作用问题的研究,探求了一种新的数值手段。 展开更多

关键词 不规则波 CLEAR-VOF方法 主动吸收式造波 开孔沉箱 反射率

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摇板式造波实验台的设计及实验 被引量：5

7

作者 陈俊华 王丁一 +1 位作者 程少科 李越 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第9期67-72,共6页

分析了摇板造波理论,基于体积不变原则,即在一定条件下摇板排开水的体积等于波浪的体积,推导得到新的摇板造波传递函数。为了验证该传递函数,设计了摇板式造波实验台的机械结构和运动控制系统,并在试验水池中进行安装调试。实验表明,该... 分析了摇板造波理论,基于体积不变原则,即在一定条件下摇板排开水的体积等于波浪的体积,推导得到新的摇板造波传递函数。为了验证该传递函数,设计了摇板式造波实验台的机械结构和运动控制系统,并在试验水池中进行安装调试。实验表明,该造波实验台具有良好的频响特性。同时通过试验对比发现:基于体积不变原理的造波传递函数相对于基于势流理论的造波传递函数具有一定的局限性。只有在中频段造波时推导的造波传递函数更加符合实际传递函数;在低频段和高频段时,因为水流逸散以及波浪的非线性,推导的造波传递函数不能很好起作用。 展开更多

关键词 造波 摇板 水池 传递函数

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层化流体中半板造波的内波解 被引量：3

8

作者 王日新 沈国光 +1 位作者 李德筠 徐肇庭 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期342-348,共7页

为了形象地说明内波的传播模式,研究给出了内波水槽中由半板造波所形成的内波解。结合V频率N（z）＝const和简化Holmboe两种密度剖面模式讨论了内波场的传播图案。在内波水槽中成功地形成了上述两种密度剖面,相应的实验印证了本文分析... 为了形象地说明内波的传播模式,研究给出了内波水槽中由半板造波所形成的内波解。结合V频率N（z）＝const和简化Holmboe两种密度剖面模式讨论了内波场的传播图案。在内波水槽中成功地形成了上述两种密度剖面,相应的实验印证了本文分析的正确性。 展开更多

关键词 分层流体 内波 造波 半板造波 波浪

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非线性波浪水槽内波浪的产生和传播(英文) 被引量：2

9

作者 赵西增 孙昭晨 梁书秀 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第3期203-216,共14页

文章在波浪水槽内通过数值模拟和物理实验相结合的方式,研究了波浪的产生和传播问题。在高阶谱计算模型中引入数值造波边界条件,建立了非周期谱波浪水槽。基于该水槽研究了具有不同波要素波浪的产生和传播问题,通过与理论解的比较验证... 文章在波浪水槽内通过数值模拟和物理实验相结合的方式,研究了波浪的产生和传播问题。在高阶谱计算模型中引入数值造波边界条件,建立了非周期谱波浪水槽。基于该水槽研究了具有不同波要素波浪的产生和传播问题,通过与理论解的比较验证了数值结果的正确性。结果表明线性波浪理论可预测具有较小Ursell数波浪的传播,而随着Ursell数的增大,波浪的运动可用二阶波浪理论解来描述。最后通过数值模拟结果和实验结果比较,验证了数值水槽的有效性,分析表明,波面升高及其对应振幅谱的计算结果与实验数据吻合较好。 展开更多

关键词 非线性波 高阶谱方法 造波边界 FFTs 波浪水槽

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主动吸收式造波机的设计及初步实现 被引量：3

10

作者 张亚群 姜家强 +3 位作者 盛松伟 游亚戈 王坤林 陈高飞 《新能源进展》 2014年第1期37-42,共6页

主动吸收式造波机能够实时消除水池干扰波对模型试验产生的影响,保证试验结果的准确性。基于微幅波理论,提出主动吸收式造波方法,推导摇板式造波机的控制方程,设计了基于该造波方法的主动吸收造波控制系统,通过多条反馈路线实现了造波... 主动吸收式造波机能够实时消除水池干扰波对模型试验产生的影响,保证试验结果的准确性。基于微幅波理论,提出主动吸收式造波方法,推导摇板式造波机的控制方程,设计了基于该造波方法的主动吸收造波控制系统,通过多条反馈路线实现了造波机的精确控制,达到对造波板前干扰波的实时吸收,保证了水槽中波浪为目标波形。最后,在相同造波条件下,对比采用主动吸收造波方法和非主动吸收造波方法的试验结果,充分验证了主动吸收式造波方法具有可行性,时效性。主动吸收式造波机的实现,有助于提高波浪试验的准确性,节省试验成本,提供良好的试验环境。 展开更多

关键词 造波机 主动吸收 干扰波 造波理论

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超低空状态下海面激光后向散射测量与仿真 被引量：2

11

作者 童广德 王占山 +1 位作者 沈正祥 王彪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1-6,共6页

海面的激光散射特性是制约激光雷达对低空飞行器进行探测与识别的关键因素之一.模拟超低空状态,通过人工造渡池模拟不同海情的海面,采用激光散射测量装置在典型海情下近距离海面获取了激光后向散射数据;采用网格化分割海面,根据Pierson-... 海面的激光散射特性是制约激光雷达对低空飞行器进行探测与识别的关键因素之一.模拟超低空状态,通过人工造渡池模拟不同海情的海面,采用激光散射测量装置在典型海情下近距离海面获取了激光后向散射数据;采用网格化分割海面,根据Pierson-Moscowitz谱构建了三维时变海面几何模型,利用Torrance-Sparrow模型模拟分析海面的近距离激光后向散射特性.测量和仿真数据表明:实测与仿真结果一致,海面的激光散射受海面几何波形调制;其强度随擦地角增大而增大;由于海面的随机起伏,海面散射极大值存在较大范围波动,并且波动随擦地角减小而增大. 展开更多

关键词 超低空 海面 激光后向散射 双向反射函数 人工造波池 测量与仿真

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基于LabWindows/CVI及Trio205X的造波机控制系统开发 被引量：3

12

作者 张亚群 姜曼松 游亚戈 《机床与液压》 北大核心 2009年第7期121-122,共2页

介绍了造波机控制系统的开发过程,该控制系统以Labwindows/CVI为测控软件开发平台,以Trio控制器作为下位机。用Modbus通信协议作为两者之间数据交换的标准,达到了控制要求。

关键词 造波机 Trio控制器 MODBUS

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新型波浪模拟装备的网络化设计方法 被引量：1

13

作者 杜海 孟娟 +3 位作者 张群 王静 杨洪齐 李木国 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第3期135-139,170,共6页

针对海洋工程实验室波浪模拟装备(造波机)与测试测量仪器间的协调控制不足。为满足现代海洋工程实验需求,提出大型多板造波系统的网络化构建方法和常用传感仪器的网络化接入方法。该方法以实验装备的一体化设计为目标,灵活地配置造波机... 针对海洋工程实验室波浪模拟装备(造波机)与测试测量仪器间的协调控制不足。为满足现代海洋工程实验需求,提出大型多板造波系统的网络化构建方法和常用传感仪器的网络化接入方法。该方法以实验装备的一体化设计为目标,灵活地配置造波机系统,不仅可高效地执行波浪模拟任务,还可将造波机与各种测试测量仪器进行同步控制。将造波和数据采集任务划分为非实时处理和实时处理两个部分,并分别采用标准以太网TCP协议和工业以太网EtherCAT协议来进行数据传输控制,同时利用分布式时钟完成各个控制模块的时钟校准,达到集成化装备的时钟统一。嵌入式PC控制器对所提方案进行实现,并在波浪水池中得到了功能验证。 展开更多

关键词 海工实验装备 造波机 网络系统 数据采集 EtherCAT总线 工业以太网

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分段式造波机生成波的方法和特性 被引量：11

14

作者 柳淑学 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1994年第1期81-93,共13页

本文叙述了分段式造波机生成波的理论和方法，通过试验确定了造波板前过渡段的长度，研究了分段式造波机生成波浪的特性，并将规则波的试验结果与理论结果进行了比较，给出了有效实验区的范围，可供实际应用时参考。

关键词 分段式 造波机 波浪 方法 特性

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基于TRIO运动控制器的144轴运动控制系统 被引量：2

15

作者 张鹏 魏仁哲 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第S2期21-23,共3页

L型港池造波机作为水力学研究中的重要实验环节,其性能的好坏直接影响实验结果。介绍了一个以TR IO运动控制器为控制核心的144轴运动控制系统构成的港池造波机系统,详细阐述了系统各部分功能构成,分析了其主要的技术难点,提出了解决办法。

关键词 运动控制器 造波机 伺服驱动

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蛇形造波机推波板结构设计及分析 被引量：4

16

作者 刘楠 魏仁哲 +3 位作者 张鹏 王收军 宋荣生 薛涛 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第12期72-78,共7页

针对港口及近海工程模型试验中对于生成多向波浪的需求,提出了一种蛇形造波机推波板结构,详细叙述了该推波板各组件的结构,及其装配、传动方式。基于ANSYS Workbench中的Design Modeler建立了简化后的推波板关键受力部分的7种强度、刚... 针对港口及近海工程模型试验中对于生成多向波浪的需求,提出了一种蛇形造波机推波板结构,详细叙述了该推波板各组件的结构,及其装配、传动方式。基于ANSYS Workbench中的Design Modeler建立了简化后的推波板关键受力部分的7种强度、刚度提升方案的三维模型,分别导入Mechanical Modeler进行网格划分及加载计算,通过对比不同方案的分析结果,得到了改进后的推波板结构参数。经实际工作测试,生成波浪的波高、周期及推波板间倾角均满足设计要求,生成波浪的均匀性和重复性优于行业规范。 展开更多

关键词 蛇形 造波机 推波板 有限元分析

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推摇组合式造波机参数研究与结构设计 被引量：1

17

作者 张楠 尹阔 +2 位作者 董志奎 姜文通 梅林 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第5期90-93,120,共5页

针对秦皇岛近海海域7、8月份海浪浪高特点以及实验需要,结合平推式造波机和摇摆式造波机的性能特点,提出一种推摇组合式造波机新方案。以微幅波理论为基础,对平推造波和摇摆造波两种工作模式的主要设计及工作性能参数进行理论分析与推导... 针对秦皇岛近海海域7、8月份海浪浪高特点以及实验需要,结合平推式造波机和摇摆式造波机的性能特点,提出一种推摇组合式造波机新方案。以微幅波理论为基础,对平推造波和摇摆造波两种工作模式的主要设计及工作性能参数进行理论分析与推导,并利用MATLAB 2016 M语言建立推导结果的数学模型,计算得到平推造波和摇摆造波两种工作模式的主要设计及工作性能参数。确定了推摇组合式造波机的设计方案,根据受力分析和仿真计算结果,验证了此方案的可行性。 展开更多

关键词 海浪 浪高 造波机 微幅波理论 推摇组合式

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电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制研究 被引量：14

18

作者 王剑 闫子壮 邱冰静 《机床与液压》 北大核心 2022年第10期1-7,共7页

传统PID方法在实现电液伺服造波机位置跟踪控制时,存在精度低、适应性差等不足,无法满足造波机系统的设计需求。为改善系统控制性能,提出电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制方法。首先建立造波机电液伺服系统的数学模型,并推导位... 传统PID方法在实现电液伺服造波机位置跟踪控制时,存在精度低、适应性差等不足,无法满足造波机系统的设计需求。为改善系统控制性能,提出电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制方法。首先建立造波机电液伺服系统的数学模型,并推导位置伺服控制系统中各环节的传递函数,然后设计了模糊自适应PID前馈补偿控制器,并运用MATLAB/Simulink实现了控制系统的设计和仿真。在造波机不同工况下,对比传统PID控制、模糊自适应PID控制和模糊自适应PID前馈补偿控制3种控制策略的仿真结果。结果表明:所提出的模糊自适应PID前馈控制方法能有效提高造波机电液伺服系统的动态性能和位置控制精度,并具有较强的自适应能力。 展开更多

关键词 造波机 电液位置伺服控制 模糊自适应PID 前馈补偿

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数值波浪水槽中完全非线性浅水波仿真特性研究 被引量：1

19

作者 孙雷 蒋月 +1 位作者 姜胜超 刘昌凤 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期37-47,共11页

应用基于势流理论的时域高阶边界元方法,建立一个完全非线性的三维数值波浪水槽,通过实时模拟推板造波运动的方式产生波浪。通过混合欧拉拉格朗日方法和四阶Runge-Kutta方法更新自由水面和造波板的瞬时位置。利用所建模型分别模拟了有... 应用基于势流理论的时域高阶边界元方法,建立一个完全非线性的三维数值波浪水槽,通过实时模拟推板造波运动的方式产生波浪。通过混合欧拉拉格朗日方法和四阶Runge-Kutta方法更新自由水面和造波板的瞬时位置。利用所建模型分别模拟了有限水深波和浅水波,与试验结果、相关文献结果和浅水理论结果吻合较好,且波浪能够稳定传播。系统地讨论造波板的运动圆频率、振幅和水深等对波浪传播和波浪特性的影响,并对波浪的非线性特性进行分析,研究发现造波板运动频率、运动振幅以及水深均将对波浪形态和波浪非线性产生显著影响。结果为真实水槽造波机的运动控制以及波浪生成试验提供了依据,便于实验室设置更合理的参数来准确模拟不同条件下的波浪。 展开更多

关键词 造波板运动 数值波浪水槽 完全非线性 浅水波

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航海安全水池三维造波机结构形式与水动力计算 被引量：1

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作者 赵振宇 李向群 《中国航海》 CSCD 北大核心 1999年第2期49-54,共6页

本文重点介绍了交通部上海船舶运输科学研究所三维造波机项目研制过程中的各技术参数的确定，该造波机的特点以及结构形式的选择；对解决主要技术难点所采取的相应办法和必要的质量精度控制手段。同时。

关键词 造波机 航海 水池 三维造波机

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