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1、造波机无反射技术研究与应用天津大学硕士学位论文造波机无反射技术研究与应用姓名:张鹏申请学位级别:硕士专业:计算机应用技术指导教师:车明20070101中文摘要水运工程建设是传统行业,其建设技术的发展日新月异,为了检验设计的合理性和对设计方案进行优化,造波机是必不可少的设备。无反射造波技术是水运工程领域技术的前沿课题。本文从分析无反射造波理论入手,介绍了水槽式和港池式两种无反射造波机的研制过程,开发了拥有自主知识产权的无反射造波技术控制软件包,包括水槽不规则波无反射造波机控制软件和港池不规则波无反射造波机控制软件,该控制软件具有构思新颖、操作简便
2、、运行速度快、性能稳定等特点。结合大量的实验数据,验证了无反射造波技术的先进性和可靠性。两种造波机整体系统性能及控制理论水平已达到国际先进水平。关键词:造波机;无反射造波:不规则波认,.’..,,.?..,,...::;独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得丕叠盘茎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所傲的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字
3、日期:珈哆年,月订日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解苤奎盎茎有关保留、使题学位论文的规定。特授权苤叠盘茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明保密期年。学位论文作者签名:导师签名:弓长哟签字目期:,月厂日签字日期:加年叩年,月衍日第一章概述第一章概述.项目的提出水运工程建设是传统行业,其建设技术的发展日新月异,为了检验设计的合理性和对设计方案进行优化,以取得经济合理的效果,
4、往往需要通过物理模型进行必要的试验研究。在试验中根据相似准则人为模拟波浪、水流等动力条件,观测动力条件与水工建筑物的相互作用是常见的研究内容之一,为了正确模拟波浪,造波机是必不可少的设备。在波浪物理模型试验中,由于水工建筑物及地形对波浪的反射作用至造波板引起的波浪二次反射波在自然界是不存在的,因此它的存在必然要对试验结果产生不利影响,特别是不规则波试验造波时间长其影响更大。对于开敞式码头试验、波浪泥沙试验,以及确定水工建筑物附近水域在波浪长时间作用下的波浪场情况的研究,二次反射影响会引起试验结果的严重偏差。以往消除多次反射的途径主要有二:一是在
5、二次反射波到达试验区之前结束试验;二是通过分隔水槽以达到反射结构物占据其宽度的一小部分。这些方法对于试验而言,所耗费的时间及人力、物力都比较大,而且模拟的精度也不是十分理想。为了达到试验模拟结果精确、高效的效果,现在在消除造波板的二次反射波问题上有了比较高效的方法就是实时吸收的无反射造波技术。目前,在国外此项技术已经形成了产品,而在我国尚停留在理论研究的层面上。因此,在现有设备的技术基础上进行研究改进,消除和减少二次反射的影响,以期满足目前港工试验技术的发展是非常必要的。根据交通部交规划发号文《关于部天津水科所工程泥沙实验室港池蛇形不规则造波机
6、系统升级改造项目可行性研究报告的批复》的要求,交通部天津水运工程科学研究所与天津理工大学共同承担了进行了无反射技术的研究工作,并成功的在水槽和港池不规则造波机上得以实现,取得了比较满意的成果。.国内外现状目前世界上先进的造波设备,很多已实现了无反射造波。无反射造波技术的研究在国际上从年代就已开始。年丹麦以及美国海岸工程研究中心和挪威水动力试验室都已实现了多方向造波机的无反射技术,年,日本运输省港湾技术研究所也研制出了新型水槽无反射造波机。世纪末,这些国家相继研制出了港池无反射蛇形造波机。国外各研究机构重视设备投入、不断进行技术更新和改造,使造波
7、技术和设备更加完善,并已广泛商品化,其在无反射造波技术的研究工作上始终处于较高的水平。在国内,南京水利科学研究院在年代从丹麦进口的一台水槽不规则造波机上曾带有消除二次反射的装置但用后不久就已损坏,至今一直未能修复,不得不采用惯用的分隔水槽以减少二次反射的做法。年月天津港湾工程研究第一章概述所从日本引进了一台.宽的水槽无反射造波机,已通过验收调试。大连理工大学有关技术人员正在研究水槽无反射造波技术,已取得部分理论成果。在我国台湾省内的一些研究机构己先后引进了无反射造波技术,并自主开发了控制软件,他们曾到大陆一些单位进行交流和推广,但效果很难令人满
8、意,并不十分成功。结合国内外现状及本项目的研究,交通部天津水运工程科学研究所和天津理工大学联合在原有设备的基础上对水槽及港池造波机进行了无反射造波技术
