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《水槽造波机参数确定及无反射技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、水槽造波机参数确定及无反射技术研究陈汉宝,郑宝友(交通部天津水运工程科学研究所,天津300456)摘要:用势函数理论计算出水槽不规则造波机的最大行程、负载力和功率。基于造波板前设置水位传感器与无反射情况的水位变化相对比,构成反馈的闭环控制思路,研究实现消除二次反射的方法。关键词:造波机;二次反射;水位传感器中图分类号:TV131166文献标识码:A文章编号:1005-8443(2002)02-0060-06概述1造波机是港口工程波浪模型试验的重要工具。随着计算机及控制技术的发展成熟,不规则造波机的制造技术得到了改进与完善,不规则造波机在各个研
2、究单位已被广泛采用。在造波机的设计中,推波板最大行程关系着较长周期波浪的产生能力;最大负载力关系着结构的刚度以及相应的灵敏性与快速性;最大功率则关系着最大造波能力。这些基本参数的准确与否,涉及到造波机的性能与造价。结合之前多台造波机的设计和使用经验,利用势函数理论计算这些参数,结果用于水槽造波机的改造项目。在港工波浪试验中,建筑物与造波机间的二次反射给模型试验带来了困难,如试验时间不能持续太长,否则会降低精度,而试验本身又常常要求持续进行。为克服这一矛盾,无反射造波技术便应运而生。上世纪90年代以来,无反射造波技术在国际上开展起来。近年来,国
3、内也展开了这方面的研究与实验。2水槽造波机参数的确定211基本条件拟改造的造波机为水槽摇板式不规则造波机,由于功率较小和机械结构变形,不能满足现有试验的要求,设计改造为液压驱动式推板不规则造波机。基本尺度及拟实现的造波能力为:水槽宽度2150m,水槽深度1150m,造波最大水深1130m,造波频率013～3Hz,最大波高014m。212计算过程21211各种水深、周期条件下的最大波高Hmax为能利用波高与行程的关系式确定推波板的最大行程,首先要计算各种水深、周期条件下的最大波高,它们可由下式算出:表1计算最大波高Hmax(m)Hmax=011
4、42Ltanh(kh),周期水深(cm)式中:L—波长,k=2π,h—水深。()5060708090100110120130sL计算时我们取h=50,60,70,80,90,100,110,120,130cm,共9个水深;取周期T=015,0175,110,1125,115,1175,2,2125s,共8个周期,按上式算出波高H,如表1所示。015017511011251151175210010601120121012801060112012201300136010601130122013001390106011201220133014201
5、490106011201220133014401520158010601120122013401450155016201060112012101340147015701650106011201220134014701590169010601120122013401480161017121250167017201760180收稿日期:2002-03-26作者简介:陈汉宝(1971-),男,浙江省人,副研究员,港口工程专业。·60·水槽造波机参数确定及无反射技术研究陈汉宝等在计算表1时,考虑的是造波机前水深能产生的最大波高,实际试验段离造波机有一
6、定距离,而且试验段水深比较浅,考虑实际试验的表2推波板的行程s(m)需要,将40cm作为实际需要的最大波高。21212推波板最大行程Smax波高与行程关系为:周期水深(cm)(s)5060708090100110120130015017511011251151175210010301060112012001030106011201200130010301060111012001290103010601110119012901410103010601110119014001530103010601110118012801400153010301
7、060110011801270140015301030106011101180127013901530103010601110118012701380152S=Hmaxsh2kh+2kh。4sh2kh用来计算各种水深、周期条件下的推波板行程。根据表1计算出推波板的行程结果(表2)。计算表2时,考虑到最大行21250167016701670167程对应的为长周期(2125s)时的情况,又受机械制造方面有关导轨的限制,取大致满足要求的0160cm作为控制条件,即推波板最大行程Smax为60cm。以下计算将基于这一限制条件。21213推波板运动速度
8、的最大值´xmax推波板最大运动速度´xmax按下式计算:表3推波板最大运动速度(m/s)周期(s)水深(cm)50607080901001101201300150
