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针对波浪破碎试验中气泡区速度与水体速度无法同时测量的难题,基于实验室条件,搭建了粒子图像测速（PIV）和气泡图像测速（BIV）系统,采用声学多普勒测速仪（ADV）对PIV测量精度和不同场景下BIV测量精度进行了细致的验证,并设计多种试验方案以期实现BIV与PIV的同步耦合测量。试验结果表明,7W激光+后置灯的优化照明方案,其耦合测量的气泡区速度代表参数与标准BIV照明方案的结果误差小于5%,且耦合测量的气泡区下方水质点的速度曲线与标准PIV测量结果吻合,表明该改进方案满足PIV与BIV耦合测量的条件。本文实现的PIV与BIV耦合测量有利于优化测量和分析工作,减小破碎波浪重复生成的影响,有利于提高测量精度,为大范围波浪破碎速度场的快速测量提供了新的方案。 相似文献
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了解波浪破碎速度场的分布特性对于波浪破碎物理机制的研究极为重要,同时,对比研究不同类型破碎产生的气液混合区的演化特征有利于波浪白冠覆盖率模型的完善。在实验室水槽,生成了深水临界波、单次崩破波和单次卷破波,采用图像测速技术获取了波浪破碎图像、波面下水体和气液混合区速度场。结果表明,崩破波的水平向速度u和垂直向速度v在波峰前和波峰后的分布极为不对称,其水平向最大速度umax并不位于峰顶,而是在主导波峰前0.7ηm ax处;卷破波的umax出现在波峰峰顶前端极小的区域内,且该区域与周围区域的速度梯度极大。崩破波和卷破波生成的气液混合区发展特征也存在差异：崩破波的umax值大、影响区域长、混合区厚度较小、各区域影响时间短;而卷破波的各项特征参数与崩破波形成对比。 相似文献
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实验室一般采用波浪聚焦方法生成深水破碎波，通过各组分波浪的波幅叠加生成一个波高显著增大的大波，使其波陡超过极限波陡发生破碎。利用该方法生成深水破碎波浪的破碎次数通常并不唯一，导致波浪破碎后的流场特征不明显；造波参数不易于选取导致研究工况的设置难度大，直接影响深水破碎精细化实验的效果和效率。本文采用聚焦波理论计算波面，并利用上跨零点法定义的波高和波长计算理论波陡，结合物理模型实验统计波浪沿程破碎次数与剧烈程度，研究以JONSWAP谱为造波输入谱型时，聚焦波幅、谱峰频率、频宽等造波输入参数对于波浪破碎情况的影响，从而建立深水波浪破碎次数与造波输入参数之间的近似定量关系，为实验造波参数的选取提供参考，提高实验效率。 相似文献
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为了同时提升消浪效果和节省海岸空间，对低反射防波堤进行改进，提出了一种空间节省型堰式沉箱结构。通过物理模型试验研究了堰式沉箱在规则波作用下的消能机理，然后采用单因子分析法分析了相对淹没深度、波陡和相对波高对反射系数的影响，并且利用SPSS软件对无因次参数进行非线性回归分析得到了反射系数计算公式。结果表明，内堰消浪室可以形成良好的波能耗散机制，随着有效消浪室个数的增多，消浪效果逐渐增强，使得反射系数的最小值和最大值较非透空直立结构分别降低了60%～90%和10%～30%。基于以上研究成果，给出关于特征水位与内堰的相对位置关系的合理建议，并总结了堰式沉箱结构的优化设计要点，对实际工程应用具有一定的指导意义。 相似文献
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