论推摇混合的造波方式

推摇混合式造波机能比较真实地模拟波浪中水质点的横向运动,因而造波板的简谐运动将有效地转换成平面进行波的运动,衰减波所占的比例小,在距造波板较短距离内可达到波浪的整形,是一种比较理想的造波方式。该文给出推摇混合式造波机产生的平面线性波速度势、波形、造波板所受水动力以及输出功率在频域和时域中的解析表达式,从理论上模拟平面线性波的稳态和瞬态形式。经过对比计算,推荐一种波形品质好、造波效率高的推摇混合造波方式。所得结果对于造波机设计和使用有实际意义。     

电动造波机控制系统的研究

为在试验水池中精确模拟以“波浪谱”描述的海浪不规则波,给出了直接生成造波机运动控制所需的离散时间序列数的计算模型．基于通用计算机的开放式多轴运动控制器设计了电机伺服驱动的模拟不规则波造波控制系统,采用数字比例、积分、微分(PID)及速度前馈控制技术解决了系统所要求的高精度伺服位置控制和多电机同步控制问题,通过对离散时间序列数的样条光顺使伺服电机具有加速度连续的良好运动特性．系统的控制模型以自学习的方法对比反馈的实际波形进行输出位置量的矫正,以获得准确的模拟波浪．     

基于S面控制的无反射造波系统

基于S面控制算法给出了一种新颖的无反射造波策略.采用交流伺服控制技术,设计了单轴无反射造波机控制硬件系统,根据无反射造波控制算法与所用硬件产品的特性,编写了无反射造波控制软件.在简易水槽中进行了规则波的普通造波与无反射造波试验,并与以往的无反射造波方法进行了对比.试验结果表明:采用S面无反射造波方法时,造波机能够长时间地输出稳定的波形,与以往的无反射造波方法相比,S面控制算法体现了更好的吸收效果.给出的无反射造波机系统的设计方法可以为不规则波无反射造波的研究以及水池多轴造波机无反射造波系统的集成提供依据.     

推波板制造双频波数值模拟

该文应用软件为FLUENT流体分析软件,控制方程为连续性方程和Navie r-Stokes方程。应用GAMBIT建主数值波浪水槽模型并对其划分网格。基于标准RNG湍流模型和VOF自由液面捕捉方法,利用FLUENT的二次开发编写源程序,赋予前边界造波功能,以及后边界数值消波功能,采用动网格来实现推波板单频造波。其与实际物理实验造波原理相符。并在此基础上,以stokes有限振幅波理论为基本理论,运用二阶双色波的推波板运动方程实现非线性双频波造波数值模拟。     

伺服电机驱动的水槽主动吸收式造波机原理与实现

结合研制的伺服电机驱动的主动吸收式造波机,介绍了造波机系统的组成和控制原理.在一阶推板吸收造波理论的基础上,给出了带有造波板反射参数的主动吸收算法,并通过物理模型试验,测试了造波机对周期在1.2～2.4s的规则波和不规则波的吸收性能.采用两点法对入反射波进行分离,结果表明,理论反射系数与实验值基本一致,对不规则波吸收效率在84%以上.     

多摇板造波水池中二维规则波的实现

海洋模拟水池用于产生各种波浪，以评价海上钻采平台的可靠性。在石油大学建立的多摇板造波水池中研究了模拟二维规则波的方法。该水池有４０个摇板，每个摇板通过链条由一个直流伺服电机驱动。电机正、反向转动，带动摇板前后摆动，在水池中产生波浪。控制电机按某种规律运行，在水池中就得到了二维规则波。     

多摇板造波水池中二维规则波的实现

海洋模拟水池用于产生各种波浪，以评价海上钻采平台的可靠性。在石油大学建立的多摇板造波水池他模拟二维规则的方法。该水池有４０个摇板，每个摇板通过链条由一个直流伺服电机驱动。电机正、反向转动，带动摇板前后摆动，在水池中产生波浪。控制电机按 种规律运行，在水池中得到了二维规则波。     

蛇形多向不规则波造波机波浪产生方法及特性

介绍了自行研制的蛇形多向不规则波造波机系统．造波机宽28m，由70块高0.9m、宽0.4m的造波板组成．在此基础上论述了分段式造波机产生波浪的原理及方法，并对其产生的斜向和多向不规则波的波浪统计特性以及波浪的频谱和方向分布进行了试验研究．结果表明，研制的造波机各项性能达到了预期的指标，可产生较理想的单向和多向不规则波．     

基于PLC和伺服电机的主动冲箱式造波系统的控制及实现

为了研究在10 m×0.5 m的玻璃水槽内的主动冲箱造波技术,设计了基于PLC运动控制器、伺服电机和驱动器、工控机以及浪高采集仪的造波系统。该系统根据水动力学参数在PLC运动控制程序中实现主动造波算法;采用交流伺服驱动器并搭配相应尺寸的电机,完成楔形板的上下造波运动;通过工控机上的人机界面对造波机系统的整体状态进行控制。为了提高控制精度,该系统在伺服驱动器内部闭环控制的基础上,还增加了基于PID算法的波高和频率闭环控制。实际应用表明,该造波系统可通过对波形的实时反馈,保证控制的准确性和稳定性,达到了主动造波的目的。     

水池造波技术及发展概况

本文阐述了实验水池中造波机及其理论的研究。结合造波技术的发展趋势,概述了国内外现有的波浪模拟技术。     

穿浪双体船阻力性能预报与模型实验分析

对自行设计开发的大型穿浪双体船WPC96(1 800 t级排水量)的阻力性能进行了理论预报与实验分析研究.将Michell积分推广为一般双体船兴波阻力计算公式,利用Michell积分的复积分形式进行数值编程计算,对该穿浪双体船船型在一定速度范围内的阻力性能有较高理论预报精度.在此基础上,通过改变片体间距,在理论计算和实验观测基础上研究了穿浪双体船两个片体间的兴波干扰.计算所得到的结果与实验数据基本吻合,证明该方法可以应用于穿浪双体船的阻力性能预报.     

基于光滑粒子方法的推板式波浪水槽实验研究

波浪数值水槽是波浪研究方面的一个十分重要的实验装置。目前针对造波水槽所展开的数值或实验研究,多将造波系统的设定参数作为波浪的参数,而未考虑设定参数与实际参数之间的误差。本文利用推板造波的实验装置进行造波,并借助视频拍摄来捕捉造波板的运动,而波浪参数则由波高仪的数据采集来得到。推板造波的过程,则用光滑粒子方法来进行数值模拟。造波过程中,造波板的运动同样采用实测的参数,并计算了不同时刻的波形曲线和水面高度随时间的变化。光滑粒子的模拟结果与实验结果比,吻合的非常好。     

基于广义预测控制的主动吸收造波

通过最小二乘法支持向量机对主动吸收造波模型进行在线辨识,基于广义预测控制算法提出一种新颖的主动吸收造波策略.采用高阶边界元法与自由面混合欧拉拉格朗日模型建立二维推板造波数值波浪水槽,将预测控制器的输出作为造波边界条件,进行了不规则波主动吸收造波仿真对比试验与白噪声波谱的验证试验,并采用波浪入、反射分离算法进行分析.结果表明:预测控制器具有较好的鲁棒性和快速响应能力,对于模型试验中常用的波浪具有良好的主动吸收造波效果.     

大型桥梁结构入水砰击中兴波及压力特性研究

通过物理模型试验的方法研究了广东九江大桥被撞坍塌处某段桥梁结构由一定高度坠落砰击入水的整个过程,着重分析了砰击引起的兴波特性及砰击压力特性.试验结果表明,结构砰击入水整个过程中产生了两次兴波,后续兴波要比初始兴波大;由于桥梁结构具有特殊的砰击面,入水砰击引起的砰击压力特性与其他结构(如平底结构)是有所不同的,特别是砰击压力峰值的分布规律.     

基于Rankine 源法的兴波阻力数值计算研究

以边界元法为基础,以Rankine源函数作为基本解,编制了兴波阻力数值计算程序,分别计算了数学船型Wigley、S60船型和实船26000t成品油船的兴波阻力,并将所得的计算结果与船模阻力试验值及Michell积分法相比较,结果表明Rankine源法和试验值比较接近,本方法可靠实用.     

破碎波对直墙建筑物的作用

应用二维数值波浪水槽模型,计算了某实际工程防波堤上的破波压力分布,并与试验结果与规范方法进行了比较。为减少小造波边界的二次反射影响,在水槽左端设可吸收式造波机数值边界条件。     

环形行波超声电机非工作模态的影响及检测

为了研究非工作模态振型对环形行波超声波电机运行性能的影响,在参考理想环形行波超声波电机接触模型的基础上,将相邻高阶模态振型与工作模态振型相结合,构建新的接触模型,并采用解析法推导非工作模态影响下的环形行波超声波电机的输出特性.结果表明:电源频率距离工作模态频率越远,非工作模态振型占比越高;相同预压力和负载情况下,非工作模态振型占比越高,转矩转速波动越厉害;轻载时预压力越大,转速转矩波动越大,重载时情况与轻载时相反.由理论和试验分析可知,非工作模态振型对电机输出的影响较大且比较复杂,研究成果有助于为环形行波超声波电机的控制方案设计提供有价值的参考.     

地铁车辆三电平逆变器主传动系统仿真

三电平逆变器较两电平逆变器具有输出波形好、脉冲频率低、对器件耐压要求低、输出的谐波分量低等优点,三电平的牵引逆变器在日本和德国的地铁车辆中均已应用。直接转矩控制具有结构简单、转矩响应快以及对参数鲁棒性能好等优点,已广泛应用于异步电动机的调速系统。现提出一种三电平异步电动机直接转矩控制（DTC）系统,将磁链划分为12个区间,通过定子磁链观测和转矩计算,就可以得到使磁链为圆形的18个电压矢量。仿真结果表明,该方法在三电平逆变器供电的异步电动机上有效地实现了基于18矢量法的DTC系统,并能达到较好的控制性能。     

基于分级变频高转矩软起动器的研究

研究了三相感应电动机分级变频软起动的控制方法,并采用三相电路对称分量法对各种组合的三相电源系统进行优选,进而提出了电机分级变频起动产生最大转矩的三相电源最优组合方式．在理论分析与仿真的基础上,完成了以16位单片机80C196KC为微处理器的分级变频高转矩软起动器的实验研究．实践表明,基于分级变频理论的软起动器能使电机以高转矩和较小起动电流平滑起动,且控制简单．负载试验结果与仿真结果基本吻合,证明了这种分级变频高转矩软起动理论的正确性和有效性．     

方波无刷直流电动机步进磁场及其转矩平稳性研究

本文从方波无刷直流电动机基本工作原理出发,分析了其固有的步进电枢磁场及其对转矩平稳性的影响,分析表明,此类电视若选择合适的转子结构与控制,可大大减小电枢反应的影响,使得负载时的气隙磁场基本上与空载磁场一致,在此基础上证明了当气隙磁场为梯形波分布且有120°平顶时,使用电流源控制,在一定条件下,产生的固有转矩波动大大减弱。