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1、海洋工程试验中多单元造波机波浪模拟方法第29卷第3期2011年8月海洋工程THEOCEANENGINEERINGVol.29No.3Aug.2011????文章编号:1005??9865(2011)03??0037??06李??俊,陈??刚,杨建民,彭??涛(上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海??200240)摘??要:由若干独立摇板组成的多单元造波机已经成为实验室研究波浪及其与海洋工程结构物相互作用的重要设备。介绍海洋深水池双边多单元造波机及其模拟波浪的方法,通过物理试验对所模拟的长峰规则波、不规则波和三维短峰波进行初步的试
2、验研究。模拟波浪的时域和频域分析结果表明利用双边多单元造波机能够生成良好的长峰波浪和三维短峰波浪,所模拟的波浪能够满足海洋工程试验的要求。关键词:双边多单元造波机;波浪模拟;长峰波;三维短峰波中图分类号:P751??????文献标识码:ASimulationmethodofwavegeneratedbytwo??sidedsegmentedwavemakersindeepoceanbasinLIJun,CHENGang,YANGJian??min,PENGTao————————————————————————————————————
3、———————————(StateKeyLaboratoryofOceanEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Segmentedwavemakerswhichconsistofnumerousindividuallyprogrammedpaddleshavebecomeimportantinthestudyofwaveanditsinteractionwithoceanengineeringstructuresinoceanbasi
4、n.Thepaperintroducesthetwo??sidedsegmentedwavemakersandtheirwavesim??ulationmethods.Thepreliminaryexperimentalinvestigationonthelong??crestedregularwaves,irregularwavesand3Dshort??crestedwaveswasconductedthroughmodeltests.Theresultsintime??domainandfrequency??domainsho
5、wthatthetwo??sidedsegmentedwavemakerscansimulatelong??crestedwavesandshort??crestedwaveswell,whichcansatisfytherequirementsofoceanengineeringexperiments.Keywords:two??sidedsegmentedwavemakers;wavesimulation;long??crestedwave;3Dshort??crestedwave在海洋工程水池实现对风、浪、流良好的物理模拟是研
6、究各类海洋结构物在其作用下水动力性能的基本要求和手段。其中,对波浪的模拟是进行海洋工程结构物模型试验的首要条件,波浪模拟的正确与否将直接影响试验结果的正确性和可靠性。海洋工程水池通常所用的造波设备有摇板式造波机、推板式造波机等。目前使用较为普遍的是摇板式造波机,摇板式造波机采用液压———————————————————————————————————————————————或电力驱动方式,通过伺服电机控制摇板绕固定轴往复摆动,使水池中的水产生波动,波高由摇板的运动幅度决定,波浪周期由摇板的摆动频率确定。长期以来,海洋工程界主要采用长
7、峰规则波浪、不规则波浪对海浪及其与海洋工程结构物的相互作用进行理论研究和模型试验,长峰波在海洋工程结构物的设计、建造和安全运营等方面发挥了重要的作用。但是,实际海上的风生波并非只沿某个方向传播,波能不仅分布在不同频率上,而且分布在不同方向上。因此,频谱不足以描述海浪的特性,为了更好地研究海浪运动及其与海洋工程结构物的相互作用,通过物理方法在海洋工程水池实现对三维短峰波的模拟及其分析是非常必要的。国外开展的一些模型试验表明,海洋工程收稿日期:2010??09??20基金项目:国家科技重大专项资助项目(2008ZX05030??005?
8、?10);海洋工程国家重点实验室自主研究课题资助项目(AE010814)作者简介:李??俊(1977??),男,陕西咸阳人,工程师,主要从事海洋工程水动力学研究。E??mail:lijunocean@sjtu.edu.cn38海???
