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三传感器波浪水槽二次反射主动吸收方法 总被引：1，自引：0，他引：1
三传感器波浪水槽二次反射主动吸收方法是加拿大科学院水力中心最近开发的一种水槽反射波控制技术，该法在造波板前1－2倍波长处布置3个传感器，通过入反射波分离方法得到准确的入反射波参数，以此调整造波信号，有效地吸收由建筑物反射回到造波板的二次反射波。文中在分析波浪水槽二次反射吸收方法研究现状的基础上，介绍了加拿大水力中心对现有方法的改进及其效果。 相似文献
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利用完全非线性数值波浪水槽技术研究水下平板与波浪的相互作用。假定水下平板厚度极薄、刚性,位于有限水深并且非常接近自由水面。应用四阶龙格库塔方法追踪每一时刻的波面形状,采用阻尼层来吸收反射波以保证算法的稳定性,同时引入平滑和重组的方法抑制自由表面控制点的较高梯度。通过对波浪与浮动圆柱相互作用的数值模拟证实了数值波浪水槽方法的有效性,计算结果与线性理论吻合良好。在波浪数值水槽方法中引入造波板模拟波浪产生并与水下平板发生相互作用,应用傅立叶解析方法对波面变形、波浪力作了分析。结果表明在板非常接近自由水面的情况下会表现出现很强的非线性,揭示了线性理论的局限性。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2016,(12)
以Navier-Stokes方程为控制方程,使用VOF方法追踪自由液面,由连续性方程和动量方程推导出源函数。基于非线性波浪理论和UDF对FLUENT进行二次开发,在数值水槽的各个功能区将不同的源项添加到动量方程中,实现动量源造波和消波的功能。此法可以有效地消除波浪在水槽出流边界的反射及波浪遇到结构物后在入射边界形成的二次反射,从而得到稳定的波动场。本文将这种方法应用于直墙防波堤上波浪压力的数值模拟,分析了造波和消波的有效性,对直立式防波堤波浪力进行了数值研究。为了得到更精确的结果,采用结构化网格和非结构化网格相结合,在直墙防波堤附近使用三角形网格,在其他区域使用四边形结构化网格,为了较好地捕捉自由液面,在液面上下一个波高的范围内对网格进行加密。将计算结果与二阶stokes波理论解进行对比,该方法计算结果与理论解一致,表明该方法能够产生历时较长的稳定的非线性规则波浪,能够很好地吸收波浪遇到建筑物产生的反射波,可以有效消除建筑物反射波的影响,为实际工程方案的设计提供参考,有较高的实用价值。通过计算得到极端高水位,设计高水位,设计低水位时候的各个测点的最大正向波压力和最大负向波压力,并将计算结果与物理模型试验数据和经验公式结果进行对比,结果吻合较好。并且由于该数值方法可以考虑防波堤迎浪面不同倾角的工况,其适应范围比经验公式范围更广,因此可以为海岸结构设计提供依据。 相似文献
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非静压波浪模型是一种近年来得到迅速发展且有望在工程计算中获得广泛应用的波浪模型。为了在非静压波浪模型中实现无反射造波,在连续性方程中添加了质量源项进行域内源造波,并采用阻尼消波方法进行数值消波。数值算例结果表明,所建立的无反射造波方法可以较好地避免非静压波浪数学模型中的二次反射,实现长时间稳定波浪模拟。 相似文献
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利用特征函数展开法对台阶式变深水槽中推板式造波机造波问题进行了研究，建立了相应速度势和波面的解析表达式。与高阶边界元方法(HOBEM)数值结果进行了对比，验证了本解析解的正确性。通过数值试验，研究了台阶对入射波的影响，同时分析了造波板所在位置（上部台阶）水深、水槽工作区（下部台阶）水深、造波板运动周期和造波板水平位置等因素对生成波浪高度的影响。由此选择合适的造波板所在位置及水深来得到所需要的波浪高度，进而根据需要生成波浪的周期和波幅 来反演造波板的运动。 相似文献
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应用基于势流理论的时域高阶边界元方法,建立一个完全非线性的三维数值波浪水槽,通过实时模拟推板造波运动的方式产生波浪。通过混合欧拉-拉格朗日方法和四阶Runge-Kutta方法更新自由水面和造波板的瞬时位置。利用所建模型分别模拟了有限水深波和浅水波,与试验结果、相关文献结果和浅水理论结果吻合较好,且波浪能够稳定传播。系统地讨论造波板的运动圆频率、振幅和水深等对波浪传播和波浪特性的影响,并对波浪的非线性特性进行分析,研究发现造波板运动频率、运动振幅以及水深均将对波浪形态和波浪非线性产生显著影响。结果为真实水槽造波机的运动控制以及波浪生成试验提供了依据,便于实验室设置更合理的参数来准确模拟不同条件下的波浪。 相似文献
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数值波浪水槽技术是一种新兴的水波动力学数值模拟技术, 它能够实现水波现象的精确模拟。作为数值波浪水槽的一个重要功能, 消波技术被用于消除传入波浪在水槽末端的反射效应, 以防止反射波对有效实验区域的污染, 从而保证特定要求的水波实验的精确性。目前被广泛采用的消波技术可分为阻尼消波区和主动消波器两类。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2016,(10)
本文基于Navier-Stokes方程和连续性方程,利用VOF方法捕捉自由液面和松弛造波法实行造波,建立基于黏性流体理论的三维数值波浪水槽,并在该数值波浪水槽内对圆柱周围的波浪爬升效应进行数值模拟。选用两种不同的波浪参数,探讨波陡参数对柱体周围的波浪爬升效应及其所受载荷的影响。与势流模型相比,本文采用的黏性流模型可以较好的捕捉实验中出现的二次波峰现象。计算表明,本文建立的数值水槽可以较好用于直立圆柱波浪爬升问题的计算。 相似文献
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GEDAP是加拿大科学院水力中心经多年开发改进推出的随机波浪和水工模型实验数据采集控制分析软件包,以功能齐全、方便灵活、运行可靠为特点.本文扼要介绍其结构、功能、应用环境、操作方法和特色. 相似文献
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In this paper, the modified Bayesian method for the analysis of directional wave spectra and reflection coefficients is verified by numerical and physical simulation of waves. The results show that the method can basically separate the incident and reflected directional spectra. In addition, the effect of the type of wave gage arrays, the number of measured wave properties, and the distance between the wave gage array and the reflection line on the resolution of the method are investigated. Some suggestions are proposed for practical application. 相似文献
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I~IOXdifferent tabes of submerged structures restricting wave development are extensively appliedin coastal and barber engineering. Generally speaking, the submerged structures are classified intothree types (see Fig. 1 ): a submerged horizontal plate (fixed submerged structure), a submergedbreakwater (rectangular or trapezoidal) and a step-take structure (toPOgraphy). In order to get aclear understanding of the characteristics of wave motion around submemed structures, manyFig. 1. Fol'InS… 相似文献
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The Goda's method of separating the frequency spectrum of the unidirectional incident and reflected waves is improved. The proposed method can be applied to the separation of oblique incident and reflected waves and the two wave gauges can be arranged in an arbitrary angle in front of a structure. When the projected distance of the two probes on the incident wave direction is the multiple ofthe half length of the incident waves, the singular problem will emerge by using the method. It is advised that when the projected distance of the two measured points on the incident wave direction is 0.05～0.45 times the wave length of peak frequency wave, good results can be obtained. The simulated resultant waves are separated by the method of numerical simulation and the separated wave spectra are basically corresponding to the target spectra input. The wave trains calculated by the separated incident and reflected wave frequency spectrum are approximated to the input wave trains and the reflected coefficient can be derived correctly. Therefore, the method proposed in this paper is reliable. 相似文献
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本文采用圆柱体阵列来模拟珊瑚礁面的大糙率,通过波浪水槽实验研究礁面糙率对孤立波传播变形及岸滩爬高的影响。结果表明,粗糙礁面的存在显著削弱了礁坪上孤立波的首峰和礁后岸滩反射造成的次峰,同时降低了波浪在珊瑚礁面的传播速度;垂直于岸线方向沿礁相对波高随着入射波增大而减小,随着礁坪水深的增大而增大,粗糙礁面上波高沿礁的衰减更为显著;礁前斜坡的无量纲反射波高随无量纲入射波高的变化与礁坪水深有关,当入射波高足够大时其趋于常值,粗糙礁面略微增大了礁前斜坡的反射;无量纲透射波高和岸滩爬高随着无量纲入射波高的增大而减小,特别是礁坪水深较大时更为显著,粗糙礁面时的无量纲岸滩爬高相对于光滑礁面平均减小46%;通过回归分析得出了同时适合于光滑和粗糙礁面的预测孤立波岸滩爬高的经验关系式。 相似文献
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针对阵列式振荡浮子波浪能转换设备,提出一种在实验室进行测试研究的实验装置。该实验装置由一组阵列柱形水槽组成,水槽液面在水动力系统的驱动下,按照计算机设定的函数做升降运动;对该装置模型——柱形阵列水槽的假设,依据波浪理论进行了论证;对装置的工作原理、结构设计、技术参数、控制电路和操作运行等做了较详细的说明;对实验装置实际运行和测试情况做了介绍。结果表明:该实验装置设计合理可行,模拟波浪高度,远高于现有的造波水池,构成了一种专用的模拟造波装置;该装置为不同形式振荡浮子式波浪能转换设备的研制提供了一种多功能、大振幅、高效灵活的实验平台。 相似文献
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This paper presents a laboratory technique for measurement of reflected waves by a submerged horizontal plate. A simple method is proposed to decompose the composite wave record obtained from the wave reflection experiments in the wave flume. The data collected were used to compute the reflected wave height by means of two and three probe methods proposed by other investigators and compared with the directly computed reflected wave using the measured incident wave. The experiment was carried out for a horizontal plate of 1 m length spanning the full width of the flume with wave periods ranging from 0.8 to 1.8 sec with 0.1 sec increments and wave heights of 5, 10 and 15 cm. The methods using two and three probes with phase measurement yield better results than the three probe method without phase measurement, and in general they have a wider range of application. The method using three probes without the phase measurement generally fails due to numerical instability of the scheme. The results obtained by the proposed method are compared with the two and three probe methods and a comparative analysis of the four methods is presented and discussed. 相似文献
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1.Introduction Owingtoitssignificanteffectofreductionofwaveloadsandwaverun up,theperforatedwallon anarrayofcylindricalstructureshasreceivedconsiderableattentioninrecentyears.Manyresearches havebeencarriedoutinthisfield.Anexactsolutionforthediffractionoflinearwaterwaveswithan arrayofimpermeablecylinderswasfirstgivenbySpringandMonkmeyer(1974)usinganeigenfunction expansionapproach.Subsequently,LintonandEvans(1990)madeamajorsimplificationtothetheo ry,whichallowedthenear fieldquantitiessuchasload… 相似文献
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波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响，目前现有的研究大多是基于单向波浪进行的。为了研究方向分布对群墩结构上的爬高影响，基于规则波浪与群墩作用的理论解，结合多向不规则波浪的造波方法，建立了多向不规则波浪与群墩作用的计算模型，同时进行了物理模型试验对模型的有效性进行了验证。系统地对群墩周围及表面上的波浪爬高进行了计算分析，结果表明，方向分布对波浪爬高具有较大的影响，且不同位置处的影响并不相同，在实际的工程设计中如果按照单向波浪计算，可能低估或者高估群墩周围的爬高。 相似文献