具有ARC功能的摇板式造波机的应用研究

船舶试验科学的发展促进了水池试验水平的提高,采用具有ARC(主动式消波)技术的造波系统会有效地吸收各种反射波,明显提高水池的波浪模拟质量.本文针对摇板式造波机,对主动反射吸收造波原理进行推导,提出了适用于规则波和不规则波的摇板式造波机的主动消波方法,并在水槽中设计出一套用于ARC造波的计算机控制单元板造波装置,最后通过试验结果对这种方法进行了主动消波的验证.     

升降压电路和Cuk电路的比较研究

首先介绍了升降压斩波电路和Cuk斩波电路的工作原理,然后详细推导了它们的输出电压计算公式。最后在MATLAB/Simulink中对两种电路进行了建模与仿真,并对仿真结果进行了比较分析。通过仿真实验验证了两种电路既可以升压也可以降压,同时通过仿真波形指出两种电路的差别,相对于升降压斩波电路,Cuk斩波电路的输出电压和电流波形脉动更小,而且更加利于滤波。     

实验室水槽内基于二阶理论的波浪模拟

实验室常用的一阶造波理论中的小振幅假设会在造波时生成附加的自由伪谐波,该波浪会影响造波的质量,而二阶造波方法可以通过附加造波板运动消除该自由伪谐波。文章基于Sch?ffer建立的二阶造波理论,建立了实验室水槽造波软件,针对规则波和不规则波,分别采用一阶和二阶理论进行推板造波实验,验证了二阶造波方法的有效性,二阶造波方法可有效抑制自由伪谐波,得到更精确的波形,并对采用二阶造波理论产生波浪时的问题进行了讨论。     

浅水波在多孔弹性介质海床上的传播

本文考虑了非线性波和弱非弹性多孔介质的耦合,推导了在弱非弹性多孔介质上传播的浅水波方程,得到了依赖于土参数的椭圆余弦波波面方程,以及土床内孔隙水压力的关系式.根据浅水波相速度和衰减率的计算结果,分析了浅水波在不同土质底床上的传播特性,具体讨论了在椭圆余弦波作用下土床中孔隙水压力随深度和波周期的变化关系,通过和线性波结果的比较分析,给出了该理论的适用范围,并得到他人实验结果的验证.     

非线性波浪水槽内波浪的产生和传播

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。     

影响水下测波精度的原因分析

基于水下测波工作原理和测波环境分析,运用海浪谱理论,对运动坐标系下产生测波误差的因素逐一进行了分析,同时通过仿真和实验验证,确定了影响水下测波精度的主要因素,指出了消除水下测波误差,提高测波精度主要途径,进而对现役测波装备的改进提供了理论依据.     

防波板平面四杆机构设计与实现

根据防波板的设计输入和基本要求,运用相对旋转作图法设计了平面四杆机构,确定了防波板传动装置的基本尺寸链。运用Pro/E软件进行了零件设计、装配和运动干涉检查。通过验证,防波板的四杆机构设计合理可行。     

液压系统消波器的试验研究

液压系统的冲击、振动和噪声是系统中常见的弊端，采用消波器是减小系统冲击噪声的有效方法。本文通过对液压系统消波器的试验研究，验证了消波器对液压系统减振降噪的效果。     

基于势流-黏流双向耦合模型的数值造波

采用开源程序OceanWave3D和OpenFOAM提出了一种势流-黏流双向耦合数值造波方法。为提高数值稳定性，在势流域内的重叠区域内建立松弛区域。松弛区域的波高从黏流域直接插值获取，而速度势则根据水面边界条件方程用速度插值间接计算。基于4阶Runge-Kutta算法实现时间推进，并通过线性波、非线性波和不规则波，包括波浪正向、反向传播和二维、三维数值模拟的算例进行验证。计算结果表明，论文的势流-黏流双向耦合模型准确高效，可应用于实际海洋工程波浪的模拟。     

VC与Fortran混合编程及其在实验室水槽造波系统中的应用

为了提高造波软件的开发效率,界面和图形部分采用VC开发,波浪计算部分由Fortran编程,并成功地开发了实验室水槽造波软件的不规则波模块,为了验证该模块的准确性,对其主要的两个过程:即谱到时序列和时序列到谱进行了验证,结果令人满意。     

高阶谱数值方法及其应用

高阶谱方法是一种快速模拟波浪运动的有效方法,它基于小波陡对速度势展开,通过快速Fourier变换解决了自由面波动问题.文中基于高阶谱方法,建立了模拟波浪运动的数值模型,通过与Stokes波理论值比较,验证了方法的合理性;并应用于波浪的色散聚集和Stokes波不稳定性研究,通过与其它结论的比较,验证了结果的正确性.     

响水海域畸形波特性初探

基于"单波波高大于两倍有效波高且有效波高大于1 m"的浅水畸形波定义,从江苏响水站连续3 a的波记录中挑选出畸形波数据,对其进行谱分析和小波分析。谱分析显示该海域波浪呈现典型的双峰特性。小波分析的结果可分成两类,均显示畸形波出现时刻低频成分的能量显著增高,而高频成分的能量在第一类中相对较低,在第二类中很小可忽略。将该小波谱和前人文献中描述的一种典型畸形波的小波谱进行了对比,并通过计算Irribaren系数证实了该海域长重力波存在的可能性,为低频成分的来源提供了依据。并通过波向和发生季节对畸形波所在波记录进行了初步的统计分析。     

高阶近似抛物缓坡方程的随机波模型

文章基于高阶近似抛物缓坡方程，利用线性叠加原理建立了自然地形条件下综合考虑水波折射、绕射的随机波模型。通过对Vincent和Briggs的不规则波实验资料的数值模拟，对本模型进行了验证，计算结果和实验结果符合得比较好。并且通过数值计算得出了一些重要结论，对工程计算有重要意义。     

单向和多向不规则波作用下港域波浪数值研究

采用MIKE-BW模型对TEMA港内波浪场进行数值模拟和验证,二者吻合良好。在此基础上对比分析单向和多向不规则波作用下港内波浪条件,以及随入射波向和谱峰周期的变化规律。结果表明:在以绕射为主的模型中,多向波扰动系数大于单向波,此时采用多向波更加安全合理,并且在模型计算中,不可忽视地形变化对港域波高分布的影响;在模型边界反射较强的模型中,单向波扰动系数可能大于多向波扰动系数,此时采用单向波会更加安全。     

内孤立波作用下潜水器运动响应数值分析

内孤立波会导致海水等密度面大振幅的垂向起伏,影响潜水器的水下适航性,甚至危及安全性.运用CFD方法开展内孤立波数值造波,并将内孤立波数值解与eKdV理论解进行比较,验证数值造波的准确性.在此基础上,模拟了内孤立波作用下处于3种不同潜深的Suboff缩比模型的运动,详细分析了不同潜深下模型在内孤立波作用下的运动响应规律....     

“厂”形板式防波堤消波性能数值模拟

根据水平板形防波堤和倾斜板形防波堤的特点,提出一种“厂”形组合板式防波堤,通过数值模拟方法对防波堤的消波性能进行研究。首先,利用FLUENT软件建立二维规则波数值波浪水槽,并验证水槽应用的有效性。通过模拟得到堤后波高-时间过程线,分析防波堤的透射系数,探讨透射系数随波高、周期、开孔率、相对板宽、波陡、倾斜板与水平板角度、超高等参数的变化关系。结果表明,在模拟范围内防波堤透射系数较小,消波性能优良,特别是对长周期波也有较好的消波效果。研究成果可以为新型防波堤设计提供参考。     

静水中扭波推进水动力的数值模拟

尼罗河魔鬼鱼（GNF)采用长背鳍扭波推进,具有较高的推进效率和机动性,而鱼体主体可以保持直线不变形。为适应扭波推进过程中鳍面的大摆角变形,文中采用动网格技术求解了静水中扭波推进非定常流场,鳍面最大计算摆角达到85°,并通过与水动力实验结果比较验证了数值计算方法的可靠性。文中还分析了鳍面压力分布随相位的变化及其与推力产生的关系,以及水动力随扭波频率的脉动规律。研究表明,推力系数不随扭波频率而变化,轴向、垂向力波动频率是扭波频率的2倍,而侧向力脉动频率与扭波频率一致。     

长周期波海域泊位作业效率计算方法

长周期波对船舶作业影响较大。针对受长周期波影响的泊位作业效率问题，提出了一种全新的解决方法。即通过海洋、港航领域的多个数学模型、特征分析等一系列方法得到受长周期波影响的泊位作业效率。通过对某港口进行一系列的计算分析，得出了不同控制标准下平均泊位作业效率，验证了方法的合理性和可操作性。该方法对受长周期影响且无实测资料或实测资料周期较短的港航工程建设有重要的意义，也为业内类似工程提供参考。     

多向不规则波群的数值模拟

基于单向波群的数值模拟,引入方向分布函数,按给定的频谱、波群因子和方向分布参数,建立了多向波群的数值模拟方法,通过典型的算例表明方法的有效性,并对模拟结果进行了统计分析,研究了波浪群性与波浪统计特征之间的关系。     

新型波能发电装置的模型设计及试验研究

为了开发和利用海洋中蕴含的波浪能,设计了一种以漂浮浮体作为波能采集装置的新型波能发电系统。此新型漂浮式波能发电装置与其他波能发电装置相比,具有结构简单、适用性强、维护方便、不受水深限制等优点。采用理论分析与模型试验相结合的方法,研究浮体初始吃水深度和入射波波高变化对波能采集浮筒运动的影响。实验结果表明：波能装换效率达到12.17%,验证了模型试验设计的可行性,并对漂浮式波能发电装置的实物设计具有指导意义。