造波
- 圆形水池下聚焦波及字母波的研究
能力。目前，国内造波系统多数为水槽或矩形水池，在模拟极端环境试验场景时能力有限。而圆形水池不仅可以更加精确地模拟极端的海况，还可以实现任意方向的波浪和海流环境组合，从而实现各类复杂海况条件的模拟。但是，仅英国爱丁堡大学和日本国家海事研究所拥有圆形水池造波机，而国内对相关的技术和研究十分匮乏。因此，开展具有针对性的集成攻关，实现关键核心技术突破，具备重要的科研价值和战略意义。尚水公司在北京建设了一座圆形水池造波机，为深海设备研究提供良好的试验平台。本文介绍了
水利科技与经济 2023年2期2023-02-20
- 基于力反馈的造波机主动吸收技术扭矩计算方法研究
研究，尤其是通过造波机来实现波浪的产生。但是，在实际模型试验过程中，由于水槽或水池等设施与真实的海洋环境相比有固定边界限制，所以，在水槽或水池中往往会有二次反射波的产生。造波机产生的入射波遇到造波机对面的池壁时会产生反射波，反射波传播至造波板处会生成二次反射波，二次反射波会叠加到原始入射波之中，扰乱波浪场，破坏试验的准确性，降低试验可靠度[1]。理论研究表明，在摇板式造波系统中应用主动吸收技术可以很好地减少甚至消除二次反射波，减少必要造波时间，延长物理模型
科技资讯 2022年19期2022-09-28
- 波浪作用下软黏土海床动力响应离心模型试验
，常重力下的水槽造波试验是常用的手段，例如PAN 等[8−9]利用造波水槽研究了粉质、砂质海床在波浪作用下的响应及其对海底管道的影响；SASSA 等[10]采用搭载于土工离心机的摇板式造波实验装置对松散砂质海床在波浪作用下的液化和重固结现象进行了离心模型试验研究，为涉及波浪荷载的土工物理模拟试验提供了新思路。相较于无黏性土，人们对波浪作用下软黏土海床动力响应的研究较少。一些学者通过室内单元体试验模拟土体在波浪作用下的应力路径[11−13]。DE WIT等[
中南大学学报（自然科学版） 2022年8期2022-09-21
- 电液伺服造波机模糊自适应PID前馈补偿控制研究
实验室环境下通过造波机系统模拟海洋波浪运动已成为海洋工程试验的重要手段。造波机系统作为波浪模拟试验的专用设备，其试验数据的分析是海洋装备、船舶工程和港口工程等设计的主要依据，模拟试验的准确度要求越来越高。造波机作为波浪模拟系统的核心部件，其控制性能直接影响着模型试验的精度。根据驱动源的不同，造波机的驱动方式主要分为电机驱动、气压驱动和电液伺服驱动3种。其中，电液伺服驱动具有响应速度快、输出位移受负载影响小、控制精度高等特点。特别是随着造波功率需求的增加，电
机床与液压 2022年10期2022-09-20
- 多周期稳定数值造波的参数设计方法
多周期稳定的数值造波显得尤为重要。目前，较为常用的数值造波方法为有限体积法（finite volume method，FVM），通过求解雷诺平均（Reynolds averaged Navier-Stokes，RANS）数值方程，并结合流体体积（volume of fluid，VOF）多相流模型来模拟波浪传播过程。对于此类数值造波问题，国内学者进行了广泛研究。例如：杨云涛等[1]基于不可压缩黏性流体的Navier-Stokes方程，采用质量源造波法（mas
中国舰船研究 2022年1期2022-03-19
- 新型摇板式造波装置对波高影响的实验研究
实验室建立不同的造波水槽或水池以生成规则波、不规则波以及有特殊要求的波，验证波浪发电研究过程中的数值模拟计算结果的准确性已然成为波浪发电研究的重要内容之一。造波机是模拟实验水槽产生波浪的重要动力装置[2]，其性能直接影响到所造波的质量，对波浪发电的研究具有实际意义。Yi Liu等[3]提出了一种利用数字旋转阀控制的简单推波式波浪产生方法，该方法可以方便地产生不同规则波。Heng Lu等[4]建立非线性和色散数值模型来模拟波浪水池，通过与实验测量的比较，验证
水电与新能源 2022年1期2022-02-16
- 基于网络的大型造波机运动控制系统
究基于网络的大型造波机运动控制系统徐青发，张建康，吴晓生，钱 斌，周益平，陶周栋（无锡东方海洋测试设备有限公司，江苏 无锡 214082）波浪是海岸工程、港口工程、船舶和海洋工程中需要考虑的主要荷载因素。目前研究波浪载荷的主要技术手段是在试验水池放置缩小的结构物模型，并模拟现场的波浪环境，从而实现波浪载荷的精确测量，为工程设计提供科学依据。造波机是试验室模拟波浪环境的关键设备，其运动控制系统的性能直接关系到模型试验的精准度。本文介绍一种基于EtherCAT
船电技术 2022年1期2022-01-25
- 基于动网格方法的孤立波数值造波研究
工程进行还原，用造波机产生目标波浪，通过实验研究波浪的相关问题。然而，物理模型实验对实验条件要求较高，并且实验成本较贵。数值模拟的成本相对较低，同时较物理模型实验更为灵活，因此近年来已成为相关领域的研究热点。在实验室中，孤立波通常由造波机用推板造波[1-4]的方法产生，而数值模型中通常采用速度入口法或质量源方法造波[2-4]。基于动网格方法，采用类似推板造波的方式在数值模型中产生孤立波，并对网格尺寸对模拟结果的影响进行研究。1 数值模型流体的基本控制方程包
山西大同大学学报(自然科学版) 2021年6期2022-01-07
- 数值水槽模拟波浪运动及合理性研究
]首次实现了推板造波法及边界消波，减少了水槽长度，大幅降低了边缘反射效应；刘毅[2]指出现有造波机在一定频率范围下振幅保持和精确控制等方面的问题，提出应用于造波机的新型液压驱动技术；叶潇潇[3]研究了不同造波条件下生成的内孤立波运动的流场特征；张可心[4]采用二阶造波理论，分别进行了物理水槽和数值水槽造波实验；虞佳颖[5]利用fluent探究了预留冲刷坑对挑流水舌在下游水垫塘中消杀能量的效果。由于造波实验水池的成本较高，试验结果受影响因素多，本文总结了指导
水利规划与设计 2021年12期2021-12-03
- 多板主动吸收造波技术实验研究
在水池、结构物和造波机械之间多次反射，这种反射现象出现在结构物和造波结构之间的水域，无法通过加设被动吸收装置的方式消除。解决该问题的办法是让造波机在造波的同时进行吸收运动，通过吸收运动抵消反射波浪在造波板上产生的二次反射波，维持造波板到结构物之间行进波的稳定，这种吸收方式被称为主动吸收。实验室造波技术涉及多种行业知识的交叉，是一种结合了水动力理论、机械工程、自动化控制、信息通讯和信号处理的综合控制技术。国外对造波技术的研究起步较早，经历了实验环境从水槽到水
水道港口 2021年2期2021-06-29
- 基于模糊PID控制的主动造波系统研究与应用
岛 266100造波在海洋工程模拟实验中占有重要的地位。一些模拟实验要求在有限的区域内尽可能真实地反映波浪环境[1-2]。最初的造波机控制方式为直流电机控制连杆机构驱动造波,但只能造规则波[3]。从上世纪七十年代开始采用电液模拟量伺服控制方式,美国的斯蒂文森水池可对规则波和不规则波进行模拟[4]。目前造波机的控制技术主要是交流伺服电机控制方式,该方式具有控制精度高,响应速度快的特点[2],上海交通大学的冲箱式造波机就是采用交流伺服电机加丝杠方式进行的造波。
齐鲁工业大学学报 2021年3期2021-06-23
- 主动吸收式造波技术的发展及应用
概述传统的实验室造波技术起源于1929年，Havelock[8]推导了实验室造波理论，而后Biesel[9]、Ursell[10]等实现了实验室物理造波技术，Schäffer[11]将造波理论拓展到二阶，建立了完整造波理论体系，并进行了实验验证。值得注意的是，与广阔的海洋环境不同，波浪水槽或水池受到长度和宽度的限制，造波板产生的行进波会与水池边壁和结构物产生反射波，反射波再返回至造波板处被二次推出，形成二次反射波，严重影响水池中的波浪场。为获得高质量模拟波
水道港口 2021年1期2021-05-12
- 分层流水槽箱内垂荡板式内波造波模拟研究
国内外有关内波的造波方法主要有重力塌崩式造波、活塞式造波、双板联动式造波、推（摇）板式造波、平板拍击式造波等[1]。目前，在内波实验方面大多采用双板联动式和平板拍击式[2]，并且主要针对小型分层流水槽设计，在密度分层水槽中已能够较好地模拟出各种尺度的规则线性内波和非线性内波[3-5]。通常所见的内波造波机大多只适用于分层流体各层流体深度固定的情况，并不适用不同流体深度的情况[6]。本研究以此为切入点，在分析双板联动式和平板拍击式造波方法的基础上，提出了一种
数字海洋与水下攻防 2021年2期2021-05-08
- 基于滤波器方法主动吸收式数值水槽研究
水槽，设置动网格造波边界，较好地模拟了规则波和结构物的相互作用。李胜忠[6]基于FLUENT软件建立二维数值波浪水槽，很好地完成了线性规则波、Stokes波、孤立波以及不规则波的模拟。但无论是物理实验还是数值模拟，受到波浪水槽长度和宽度影响，造波板产生的行进波在遇到结构物后会发生一次反射，一次反射波与原行进波叠加后传递到造波板上会发生二次反射。因此在进行一段时间的造波后，水槽内波浪的多次反射、叠加将严重影响实验精度。Salter[7]等以摇板板上所受波压力
水道港口 2021年6期2021-03-17
- 黏性数值波浪水槽动边界造波技术研究
键要求之一是数值造波的稳定性和可靠性.常用的数值造波技术包括边界造波和源函数造波.边界造波即根据目标波形指定波浪水槽入流边界的速度和波面的时间历程[1]，这一方法存在两个问题：一是水槽出流边界或域内建筑物会反射入射波，在造波边界形成二次反射，目前所提出的辐射边界方法只适用于小振幅弱反射波，长时间模拟存在误差累积问题[2]；二是在有限水深中波浪的非线性会导致周期平均净质量流，长时间模拟后会出现计算域总水体体积减小、水位下降问题[3].源函数造波是在流体连续性
天津城建大学学报 2021年1期2021-03-12
- 畸形波的实验室重构方法
8］。鉴于该方法造波效率较低，Kriebel等［9］提出了一种更为有效的双波列模拟方法，基本思想是基于同一波谱，把一部分能量分配给一个基本波列；另外一部分给一个瞬态波列，利用基本波列和瞬态波列线性叠加模拟畸形波。国内众多学者在该方法基础上，通过调整组成波相位和瞬态波列的个数，提高了畸形波定点造波效率，但均未详细说明该方法在物理水槽中的具体实现过程［10-11］。该类方法的优点是原理简单，易于推广，但因为没有合理考虑非线性问题，很难保证所得畸形波的有效程度。
实验室研究与探索 2021年1期2021-02-27
- 推板式造波机的机械结构设计
台054000）造波机作为一种重要的实验室装置，能够根据目标人物生成符合要求的波浪，包含规则波、不规则波、二维波、三维波以及有特殊要求的波，在船舶、港口、海岸及海洋工程等领域占有重要的位置。1 推板式造波机机械机构设计总体方案1.1 造波机及推板式造波机生成波浪的原理简述目前，世界范围内对造波机的分类方式拥有多种标准，但业内人士通常根据造波机的驱动方式，将之分为电机驱动、液压驱动、气压驱动共三种类型。如果按照造波机与水体互相作用的实际情况进行分类，造波机可
科技与创新 2020年21期2020-11-11
- 波流水槽在教学实验中的应用
程两个专业。通过造波和造流系统，多门课程可以安排实验环节，例如，海岸动力学、工程水文学、水工建筑物、船舶原理等。在实验过程中，可以观察到清晰的现象，并得到十分有意义的数据。[关键词]波流水槽;教学实验;造波;流速[基金项目]2018年1月—2020年12月国家自然科学基金项目“Mie-Gruneisen多介质混合物模型的研究及其在水下爆炸中的应用”（11702066）[作者简介]吴宗铎（1984—），男，江西南昌人，博士，广东海洋大学海洋工程学院讲师，主要
教育教学论坛 2020年32期2020-09-10
- 多向谱造波机参数计算及运动机构设计
津300384）造波机通过电机驱动丝杠并带动置于水中的推波板往复运动以制造满足特定需要的波浪，波浪作用于水槽或水池中的海工物理模型以进行试验验证.实际的海面是三维的、复杂的随机过程，其能量不仅分布在一定的频率范围内，而且分布在相当宽的方向范围内[1-2].因此，需要在试验水池中制造出有向波浪以更精确的模拟自然界的海浪，将造波机大量且连续的排列成一定形状，并使各个造波机推波板运动间产生相位差就可生成斜向波和多向波.单排造波机的推波板在产生斜向波时，会呈现出蛇
天津理工大学学报 2020年3期2020-07-18
- 推板式造波机的机械结构设计
学者早就开始了对造波机的研究开发工作，目前已经有了多种形式的造波机问世，并被应用于实际中。最早出现的造波机使用了曲柄连杆结构，这种造波机结构简单，成本低廉，功能也相对简单，只能造出普通的规则波。随着液压技术的发展，人们开始将液压系统应用于造波机，这样一来，能产生不规则波的造波机出现了。1957年，荷兰瓦格宁根大学设计制造的世界上第一座耐波性水池正式投入使用。同一年，英国人设计了使用冲箱式造波机的实验室，能够模拟长峰规则波和不规则波。美国人在1958年建造的
机械工程与自动化 2020年3期2020-06-23
- 基于PLC和伺服电机的主动冲箱式造波系统的控制及实现
266100)造波作为一项重要的实验技术，在海洋工程领域占有重要的位置。造波机能够实现各种模型实验所需的模拟波浪，在有限的区域范围内尽可能模拟出真实的海域环境[1]。而船舶及海洋装备的发展对模拟实验的准确度提出了更高要求，迫切需求较高精度的波浪模拟设备[2]。模型实验的波浪效果一方面由造波水槽及执行机构的本身结构及力学性质决定，另一方面由实验环境能否准确地反映自然的海浪环境决定。为了提高实验环境的准确性及可靠性，就必须不断改善和提高造波技术[3]。近年来
山东科学 2020年3期2020-06-12
- 大型多板造波系统的多控制器同步技术研究
024)0 引言造波机是海洋工程实验室必备的大型设备之一，其用途在于通过海洋波浪场的人工模拟,辅助海洋工程实验室阶段的模型验证。从设计原理角度来看，造波机是一种运动控制设备。大型水池造波机往往需要数百根伺服轴协同运动。以当前的控制器技术水平，单台控制器完全可以承担控制上百块造波板运动的任务。然而，由于人工造波模拟时二次反射波的主动吸收方法需要高性能的计算来配合，致使设计吸收式造波机时需要多台高性能控制器协同完成造波控制任务。与此同时，采用软PLC技术的控制
计算机测量与控制 2020年4期2020-04-29
- 基于FLUENT的垂向二维数值波浪水槽的造波效果*
于VOF方法的源造波、消波技术;其后孙大鹏等[2]、赵艳等[3]采用计算流体力学模型成功利用源项、推板、速度边界造波法建立基于FLUENT的数值波浪水槽，FLUENT流体力学模型开始广泛应用。近年来国内外新的数值造波方法层出不穷，Jacobsen等[4]将基于BOUSSINESQ水波方程的造波方法成功应用到了开源代码OpenFOAM中取得了较好的造波效果;Wang等[5]基于CIP模型成功模拟了孤立波与水下建筑物的相互作用；Losada 等[6]、Higu
水运工程 2020年3期2020-04-09
- MARIC举办“大水池”正式启用十周年庆典
有可升降平台以及造波、消波系统。池端造波系统的规则波周期范围为0.5～4 s，最大波高0.4 m，不规则波可持续30 min，最大有义波高0.25 m；池侧造波系统的浪向范围为45～135°，规则波周期范围为0.5～3 s，最大波高0.3 m。该水池除了具备常规拖曳水池的全部功能，还配置了80 m长的侧面造波机、30 m长可升降的池底和平面运动机构，可进行深水舰船的快速性、耐波性和部分操纵模型试验，也可通过可升降池底模拟浅水和斜滩，开展浅水模型试验。这些年
船舶 2019年3期2019-11-29
- 基于二阶造波理论的聚焦波实验室模拟
。众所周知，线性造波将产生不期望的自由伪谐波，因此，需要采用二阶造波来抑制这些自由伪谐波，以便产生符合高阶精确解[3]的聚焦波。而对于二阶造波理论，早在1847年Stokes就使用波陡作为小参数的摄动级数给出了规则波的结果。对于规则波，二阶波只出现和频项(因为差频消失)，Stokes由此发现了超谐波；对于不规则波，和频和差频都出现在二阶项中。Longuet-Higgins和Stewart[4-5]得到了次谐波的结果，其中相互作用的波分量仅限于略微不同的频率
水道港口 2019年4期2019-09-16
- 关于浮式防波堤透射系数与波浪特征要素关系的研究
配有机械式规则波造波机，另一端配有消能缓坡，由计算机控制产生所要求的特定波浪要素的波浪。波浪要素测量需用的3 支电容式波高传感器，通过自动采集系统采集波高，经过计算机处理形成所需的数据文件。实验所用的浮式防波堤是按照1：40 比例缩小的浮式防波堤75cm×50cm×25cm（长×宽×高），是由PVC 工程塑料骨架拼接而成的多层竖向分布结构，每一竖层均由覆盖有孔隙率为0.5 无仿土工布的钢丝网组成，各竖层间距约为12.5cm。骨架两端上方各固定有一排直径30
建材发展导向 2019年14期2019-08-06
- 单变量与双变量下浮式防波堤消能实验的对比分析
槽及机械式规则波造波机；3） 波高传感器3 支；4） 四根尼龙绳，T 型固定铁板；5） 采集记录系统、电脑；6） 秒表、米尺等；2.2 实验设备布置浮式防波堤堤模型布置在试验水槽中部块上，模型前布置1 号、2 号两支波高传感器测量堤前波高，模型后布置一支0 号波高传感器测量堤后波高。2.3 实验步骤1） 打开输水阀门待浮式防波堤升至适宜高度；2） 通过控制转数为350 转/分，通过调整造波等级，控制造波高度；3） 开始造波并待波浪传播稳定后进行测量，调整造
建材发展导向 2019年15期2019-07-21
- 转阀控制式摇板造波机控制系统及实验应用
，很多国内外大型造波装置也常采用电液伺服技术作为波浪模拟的解决方案，但是，电液系统中伺服阀的加工和装配精度高、价格昂贵、结构和控制复杂等缺点阻碍其在常规的波浪生成研究和实验教学进一步应用[8]。国内外学者研制了一些大推力、多缸、多轴、高频的液压激振装备，出现了交流伺服液压振动技术、新型电液伺服控制技术等[9-12]。文献[13-15]中提出了一种旋转阀芯结构的高频电液激振器用于大推力液压振动台，并对电液激振器的频率特性和典型激振波形的实现与控制等进行了研究
实验室研究与探索 2019年6期2019-07-02
- 推摇组合式造波机参数研究与结构设计
常采用实验室水槽造波技术来模拟海洋波浪，波浪的模拟是一种重要的实验手段，而造波机是进行水槽实验的必备实验装置[2-3]。根据造波板运动形式的不同，可以分为平推式和摇摆式造波机。平推式造波机通过造波板沿水平方向的平推运动实现波浪的模拟；摇摆式造波机通过造波板绕底部铰链摇摆运动实现波浪的模拟[4-6]。平推式和摇摆式造波机由于造波原理不同，波形也各有特点，它们分别应用于不同的实验环境，由于实验要求的复杂性和多样性，在实验需要不同形式的波浪时，单一运动形式的造波
实验室研究与探索 2019年5期2019-06-11
- 基于推板造波方法的数值波浪水槽性能研究
工具。其关键在于造波和消波方法的技术实现。目前较为常用的数值造波方法包括动量源项造波法、动边界造波法(推板式或摇板式)、给定入射边界速度法及造波区域法；常用消波方法包括动量源项消波法和多孔介质消波法。M Brorsen和 JLarsen［1］根据源造波理论，通过在计算域内设置的造波源可分别向源区域两边同时生成两列方向相反的波。Peter Troch和 Julien De Rouck［2］应用VOF追踪数值波浪水槽的自由表面，首次实现了推板造波且消除边界反射
四川建筑 2019年1期2019-03-29
- 波浪中船舶轴系的试验装置与方法研究
结构，通过水箱的造波机构产生多种类型的波浪，从而将波浪力施加到辅轴上，模拟波浪对船体的激励效应并传递给轴系[2]。2.基于“喷水冲击”的波浪发生装置船体在波浪中的受力规律与水箱底部受到的波浪力相同，因此可利用水箱中波浪来模拟船体受力。水箱设计思路如下：水箱的上部安装有造波机构，造波机构由固定在造波轴上的若干块造波底板组成，造波底板上安装造波板并通过螺栓与之活动连接。改变造波板的水平角度，水泵喷成的水冲到造波板上就可以制造多种波浪。此外，水箱内部的隔板可以上
发明与创新 2018年29期2018-12-19
- 转阀控制式造波实验台的设计与实验
重视[1]，其中造波仪器在各种研究与教学中都处于十分重要的位置[2]。造波机由控制系统、驱动系统和推波板等组成，在控制系统的作用下，驱动系统带动推波板按照一定的规律运动，推波板推动水体，进而形成各种形式的模拟水波浪，用于研究波浪对行船、码头、及堤坝等水中建筑物的作用[3-4]。由于水池中的实验需要动用大型设备和较多的实验人员，导致波浪生成研究能耗大，用时长，效率低，不方便进行研究和实验[5-6]。因此,如何建立控制简单的造波试验台是解决上述问题的关键。本文
实验室研究与探索 2018年9期2018-10-30
- 数值模拟推板式波浪水槽的关键参数取值探讨
自由面捕捉技术、造波技术、消波技术、动网格技术等关键技术起步相对较晚，与物理波浪水槽并称为数值波浪水槽，在海岸工程、港口与航道工程、船舶与海洋工程专业的波浪问题研究中起着重要作用.数值波浪水槽造波有3种方法：仿物理(推板式或摇板式)造波法[3-4]、边界造波法[5]和源造波法[6-7].对于水波问题，属于非定常流动.推板式造波适用于浅水波及中等水深波，而摇板式造波则适用于深水波.数值模拟非定常的水波问题，计算相当耗时，除了必须采用高性能计算机和并行技术之外
武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2018年3期2018-07-04
- 小型推板式波浪水槽的性能测试分析*
题的试验设备,其造波的重复性、稳定性和沿程衰减程度会影响试验方案设计和所采用的试验结果分析方法.文中结合武汉理工大学交通学院流体力学试验室新改建的小型推板式波浪水槽,展开了水槽造波性能测试分析,主要涉及规则波的波高和周期的重复性、稳定性,以及波高沿程衰减程度.结果表明,水槽造波的波高和波周期的重复性与稳定性误差,以及单位距离波高沿程衰减程度均较小.波浪水槽；推板式造波；重复性；稳定性0 引 言波浪水槽再现实际海浪,进行各种与波浪运动相关的研究是目前海岸工程
武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2017年6期2018-01-02
- 不规则波与开孔沉箱相互作用数值模拟
，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。不规则波；CLEAR-VOF方法；主动吸收式造波；开孔沉箱；反射率Abstract: A two-dimensional irregular wave numerical f
海洋工程 2017年4期2017-10-12
- 孤立波数值造波研究*
63)孤立波数值造波研究*姚建喜1,2,3)吴静萍1,2,3)(高性能船舶技术教育部重点实验室1)武汉 430063) (内河航运技术湖北省重点实验室2)武汉 430063) (武汉理工大学交通学院3)武汉 430063)基于开源平台OpenFOAM研究开发一种可模拟推板运动的动边界条件,实现推板造波数值模拟.以孤立波为研究对象,基于Goring孤立波造波理论以及Fenton九阶孤立波解,确定两种推板运动形式,并据此对孤立波造波和传播过程进行模拟.数值模拟
武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2017年4期2017-09-11
- 基于潜堤地形上的波浪传播模拟
程序，赋予前边界造波功能，形成与实验造波原理一致的推波板数值造波法。建立潜堤地形下的波浪水槽模型，模拟潜堤地形下的波浪传播，其结果与实验值对比吻合良好，验证该模拟方法在复杂地形情况下的可行性。关键词：Fluent 推波板 造波 潜堤中图分类号：TV13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（a）-0197-04河口海岸附近区域具有丰富的资源、密集的人口、发达的经济，且在此区域内航道的开发、港口的建设、海岸工程的防护对于沿海地区的发展
科技资讯 2017年19期2017-08-08
- 摇板式造波实验台的设计及实验
000)摇板式造波实验台的设计及实验陈俊华1， 王丁一2， 程少科2， 李 越2(1. 浙江大学 宁波理工学院， 浙江 宁波 315100； 2. 太原科技大学 机械工程学院， 山西 太原 030000)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
实验室研究与探索 2016年9期2016-12-05
- FLNG拖曳晃荡试验研究
的应用。基于推板造波理论，设计并制作出一套单向推板造波系统，并按照1/300的缩尺比设计制作出FLNG及液舱模型，进行了模型试验。通过试验研究了载液率对液舱晃荡剧烈程度的影响效果，对匀速拖航过程中影响拖缆张力的部分因素进行了对比研究。研究结果可为后续相关研究工作提供基础。FLNG；推板造波系统；拖航；试验在研究液舱晃荡问题的过程中，主要有理论解析法、数值模拟法和模型试验研究等主流方法。Abramson、Faltinsen等人[1-3]的研究使线性模态理论、
石油矿场机械 2016年9期2016-11-16
- 基于EtherCAT网络的伺服造波控制系统
CAT网络的伺服造波控制系统聂俊杰1, 徐东亮1，王龙飞2，陈宗雨2(1.武汉理工大学 机电工程学院，武汉430070；2.武汉菲仕运动控制系统有限公司，武汉430223)摘要：介绍了TwinCAT和EtherCAT的基本特性。阐述了构建EtherCAT网络伺服造波控制系统的硬件结构和软件流程。该系统采用安装德国 Beckhoff公司的TwinCAT软件的工控机作为主站、基于伦茨EtherCAT的数字伺服驱动器I700作从站、菲仕同步交流伺服电机U725.
组合机床与自动化加工技术 2016年5期2016-06-16
- 内孤立波数值造波方法及其与理论和实验结果的比较*
)采用质量源数值造波方法模拟了两层流体中内孤立波的生成与传播。付东明等(2009)结合KdV和mKdV理论发展了双推板数值造波方法。陈钰等(2009)利用 Fluent软件,采用速度入射边界法,成功建立了模拟弱非线性内孤立波的分层数值水槽。王旭等(2014)结合内孤立波理论进一步研究了质量源数值造波方法,与理论结果较符合。Zhang等(2012)使用 CFD方法建立了三维数值水槽,所得结果与KdV理论结果吻合较好。高原雪等(2012)基于 MCC理论,采用
海洋与湖沼 2016年5期2016-04-02
- 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Schäffer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。二阶造波；约束谐波；自由谐波对波浪相关问题的研究方法
水道港口 2016年2期2016-02-16
- 内孤立波波致流场数值模拟研究*
03)通过实验室造波, 采用PIV技术监测内波流场,验证了理论计算结果与实验结果。近几年, 利用数值水槽进行模拟的计算流体力学(CFD)方法迅速发展起来。Zhang等(2012)使用CFD方法建立三维数值波浪水槽, 所得结果与 KdV理论计算结果较吻合, 证明该方法可有效模拟非线性内孤立波。陈钰等(2009)利用Fluent软件, 通过设置造波边界法, 成功建立了可有效模拟弱非线性内孤立波的分层流数值水槽; 高原雪等(2012)基于 MCC理论, 利用速度
海洋与湖沼 2016年3期2016-01-15
- 黏性数值波浪水池研究与应用
水池研究1.1 造波黏性数值波浪水池的造波方法可大致分来两类：一为仿物理造波；二为纯数值造波［2］。仿物理造波即仿照物理水槽造波机原理，用运动边界作为造波源。数值推板造波与数值摇板造波就是仿物理造波中比较典型方法，通过规律性运动的数值造波板产生波浪。其原理简单，造波功能完善，并且拥有物理模型，容易得到检验。造波边界条件法和源函数造波法是纯数值造波常用的两种方法［2］。设置造波边界条件是将行波的解析解或数值解作为给定造波边界，但通常是固定不动的；而源函数造波
水科学与工程技术 2015年4期2015-04-07
- 基于OpenFOAM的数值波浪水槽的建立与验证*
水槽,并对水槽的造波效果进行了验证。结果表明:采用OpenFOAM能够方便建立符合设计要求的数值波浪水槽;数值水槽能够产生试验所需的规则波动;水槽消波区域作用良好,能够消除反射波对自由波动区域的影响。OpenFOAM; 数值波浪水槽; 造波与消波Class Number TP3911 引言数值波浪水槽主要用来模拟物理实验波浪水槽的造波与消波功能,完成波浪及水流、泥沙与海洋工程相互作用等相关科学研究和试验任务。相较于传统波浪水槽,数值波浪水槽具有造价低廉、数
舰船电子工程 2015年6期2015-03-14
- 数值波浪水槽的造波及消波方法
数值波浪水槽的造波及消波方法李晖1,2,3，何宏舟1,2,3，杨绍辉1,2,3(1.集美大学机械与能源工程学院，福建 厦门 361021；2.福建省能源清洁利用与开发重点实验室，福建 厦门 361021；3.福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心，福建 厦门 361021)[摘要]为了提高海洋工程相关问题的研究效率，并为物理造波机的设计提供参考，应用FLUENT软件模拟了数值波浪水槽的造波及消波过程.在模拟中，利用用户自定义函数UDF设置摇板造波机
集美大学学报（自然科学版） 2015年6期2015-03-03
- CAN总线造波机测控系统研制与应用
82）CAN总线造波机测控系统研制与应用（中国船舶重工集团公司第七0二研究所，江苏 无锡 214082）为了更准确地模拟波浪对物体的影响，设计并研制了CAN总线造波机测控系统。该系统由工控机、交流伺服控制器、伺服电机等主要部件组成，采用CAN总线通信。硬件方面设计了电气控制柜，软件方面设计了人机操作界面，造波环节采用位置闭环控制，波浪测量环节采用开环控制。实际应用中系统测控能力强，所测波浪数据稳定性好、精度高，验证了该系统具有优越的测控性能及造波性能。CA
自动化仪表 2014年8期2014-10-22
- 主动吸收式造波机的设计及初步实现*
90）主动吸收式造波机的设计及初步实现*张亚群1,2†，姜家强1，盛松伟1，游亚戈1，王坤林1，陈高飞3（1. 中国科学院广州能源研究所，中国科学院可再生能源重点实验室，广州 510640；2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 中国科学院理化技术研究所，中国科学院低温工程学重点实验室，北京 100190）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斱法，推导摇板式造波机的控制
新能源进展 2014年1期2014-10-12
- 基于Trio控制器的吸收式造波机运动控制系统设计
300222)造波机是在实验水池中模拟波浪的设备，可人工控制产生不同类型的波浪，模拟实际海浪对船舶或各种建筑物的作用．但因为实验水池的长度有限，造波机对模型或池壁的反射波会再一次反射，即波浪的二次反射，它会严重影响实验结果．而吸收式造波机在产生拟需波浪的同时，能吸收实验区域内的二次反射波，其原理是在推波板式造波的基础上，通过采集、计算波浪数据，给推波板一个附加的二次位移，以消除反射波浪撞击推波板形成的二次反射波，从而更真实地模拟海浪的运动[1]．现有吸收
天津科技大学学报 2014年2期2014-05-08
- 三维数值波浪水池的构建和粘性影响研究
yering实现造波板的运动，同时在动量方程中添加源项实现阻尼消波，建立具有良好造波、消波功能的三维推板式数值波浪水池。利用本数值水池，结合理想流体Inviscid模型和湍流RNG k－ε模型，通过模拟具有不同波长、波高的余弦波研究粘性在数值波浪水池中的影响。结果分析表明，粘性力对流体质点的运动存在阻滞作用，从而使波高沿水池长度方向发生了明显的衰减，衰减幅度与波陡呈正比，衰减形式符合指数规律。粘性力;衰减规律;数值波浪水池;VOF0 引言近几十年来，随着计
舰船科学技术 2014年5期2014-03-08
- 圆弧面防波堤的水力特性研究
增加了内部源函数造波功能等。2.2NEWFLUME 建模对于波源，有边界造波和内部源函数造波两种方法。边界造波法:由于大多数周期波浪理论都会出现质量净输移现象，而边界造波法指定自由表面位移和速度值，因此会有净质量流进入计算域，累计后会导致计算溢出。源函数造波法:采用源函数域内造波法的优势在于不用指定边界处的波浪条件，避免边界波浪反射问题，并且由于波浪在域内产生，因此左右边界都可以设置为辐射边界条件，很容易就可以吸收外传的波列。本文采用内部源函数造波，为了保
山西建筑 2012年8期2012-07-28
- 波浪生成研究和实验教学用水槽系统设计
问题，基于摇板式造波机生波技术，设计一种波浪生成研究和教学用水槽系统，利用该水槽系统，进行规则波生成实验、不规则波生成实验、规则波重复性实验，并根据实验结果分析水槽系统性能。1 摇板式造波机工作原理摇板式造波机[4-7]通过机械驱动使摇板绕固定转轴摆动，摇板在摆动过程中扰动水面，使槽中水波动,见图1。图1 摇板造波示意波高与造波摇板的摆幅有关，波浪周期与造波摇板的摆动周期有关。对于小振幅的线性波，摇板摆幅与波高之间的关系为H=2Me(1)式中：M——系数，
船海工程 2012年4期2012-01-22
- 基于摇板式造波机的无反射造波仿真
时，需要长时间的造波，以研究其在波浪中的水动力性能并考核海洋工程的运行及安全性能。但在大部分的水池中，不能长时间生成符合要求的目标波浪。因此，如何使造波机能主动吸收域内的反射波浪，减少波浪二次反射便成为水池造波技术研究的重要课题之一。国外已开始了这一问题的研究，Hirakuchi［1］采用在造波板上设置浪高仪来监测波浪，进而修正产生波浪的造波信号来达到吸收反射波浪的目的；Frigaard等［2］采用在造波板前一定距离处设置两个浪高仪来监测波浪；Schaff
中国舰船研究 2011年5期2011-11-09
- 水池摇板式造波机传递函数研究
）1 引 言2 造波机简介拖曳水池造波系统由机械系统、电控系统和软件系统组成，图1所示为造波机摇板以及电动缸照片。其中，机械系统主要用于提供安装支撑以及推动池水运动以产生波浪，它包括18块摇板以及相应的支撑结构，造波板设计板宽为0.41 m，板高为2.1 m，板的浸深为1.6 m。电控系统包括控制计算机、多轴运动控制器、电机驱动器、交流伺服电机、电动缸、电控柜以及相关的辅助线路等，其作用是按照给定的运动条件驱动电动缸运动，从而驱动摇板运动。电控系统中控制器
船舶力学 2011年11期2011-06-07
- 造波理论在滑坡涌浪计算中的应用
255049）造波理论在滑坡涌浪计算中的应用王义军 王延平（1.成都市勘察测绘研究院，四川 成都 610059；2.山东理工大学，山东 淄博 255049）波浪的产生可以由造波机在实验室生成，也可以是滑坡体滑入水中造成。它们具有相似性。本文根据造波理论，对滑坡体进行理想化假设，推导出滑坡涌浪计算方程。它能较准确的估算出滑坡涌浪高度，充分验证了造波理论在滑坡涌浪计算中的可行性。滑坡；涌浪；波浪模拟；造波理论在我国很多大中型水利工程中，存在着危岩和滑坡，如果
中国新技术新产品 2011年3期2011-01-23
- 小型室内水槽造波造风系统设计
1）小型室内水槽造波造风系统设计官 晟1，王岩峰1，黄振兴2，高军伟2（1.国家海洋局第一海洋研究所，山东 青岛 266071；2.青岛大学自动化工程学院，山东 青岛 266071）小型室内风浪水槽是海气界面多种微尺度过程实验研究的基础设施。造风造波系统是风浪水槽的核心部分。针对多种微尺度过程模拟的需要，设计了造风造波系统的硬件结构与控制软件。利用该系统，开展了多种造波、造风实验。通过对实验数据的分析，证明该设计满足各项预定指标，可以有效模拟多种海气界面风
海洋技术学报 2011年4期2011-01-10
- 基于VOF方法的造波、消波技术
基于VOF方法的造波、消波技术兰雅梅1,2, 郭文华2, 宋秋红1, 袁军亭1(1.上海海洋大学,上海 201306;2.上海河口海岸科学研究中心,上海 201201)以 N-S方程为控制方程,基于有限体积法,将入射波波场作为人工的分布源项加入动量方程,提出了适用于VOF方法的源造波——消波段技术,可以有效地消除波浪遇结构物的反射波;在水槽末端布设消波段吸收入射波,允许在较小的计算域内提供任意的有效工作时间,提高了计算效率。对行波及驻波的计算,分别考察了前
中国海洋平台 2010年1期2010-09-09
- 大功率电机应用于造波机控制系统的可行性研究
大功率电机应用于造波机控制系统的可行性研究李木国,(刘 闯, 王 静,)张 群大连理工大学,大连 116024结合实际课题取得的成功经验,介绍了大功率大型不规则波造波机控制系统的组成及工作原理,阐述了该系统实验工作过程中的性能以及特性曲线,实验结果证实大功率电机应用于大型造波机领域频繁正反转的可行性。造波机;大功率;运动控制;伺服电机;控制系统Abstract:With the success experience of practical issues,
中国海洋平台 2010年2期2010-09-09
- 基于单片机的吸收式造波机控制系统硬件设计
191）0 引言造波机是港口工程试验中重要的基础设施，用来产生不同波长和波高的各种形式的波浪，实现模拟自然波浪、研究海浪对港口建筑或船舶影响的目的。吸收式造波机具有消除波浪的二次反射功能，更能真实的模拟海洋波浪的运动。其控制系统的硬件部分主要包括：工控机、D/A卡、控制卡、采集卡、伺服驱动器、限位传感器与水位传感器等。1 控制系统的硬件电路设计对造波机运动的控制实际上是通过对伺服电机的控制来实现的。本系统采用IPC620 H型工控机，计算造波机控制信号。通
制造业自动化 2010年1期2010-08-23