波浪發生裝置

在水槽或水池裡模擬天然波浪的設備，又稱造波機，廣泛套用於港口、水利、海洋、船舶工程等模型試驗中。

基本介紹

• 中文名：波浪發生裝置
• 外文名：wavegeneration device

分類

推板式

產生波浪的方法很多，如氣壓式、衝擊式等。較通用的是推板式（圖1）。在動力驅動下，推板可做平行運動（適合於產生淺水波），或可作相當於推板底部被鉸接，並以此為軸的前後擺動（適合於產生深水波），亦可以做介於這兩者之間的擺動。推波板的前後運動推動水體產生波浪。

規則波造波機

電動的轉動經典柄推動推波板等周期等振幅的運動，推動水體產生規則波。為了滿足試驗的不同要求，可改變電機的轉速和曲柄半徑，使所產生規則波的周期和振幅達到所要求的數值。

不規則波造波機

自然界中，水面的波浪都是周期和振幅隨機變化的不規則波。其造波機是二維的，可產生不規則的長峰波；三維的，可產生具有方向譜的三維短峰波。

將試驗要求的波譜特徵值輸入電腦，電腦將它換算成隨機波列信號，再經傳遞函式換算成推波板運動的信號，經D/A變換後定時地送伺服控制器（圖2）。伺服控制器將此給定信號與經位移感測器實測的推波板位置信號比較，其誤差信號經放大後送伺服驅動裝置，驅動推波板前後運動產生波浪，形成閉環伺服系統。伺服驅動裝置有用液壓式的，亦有用交流伺服電動式的。波高儀測得的水面波動信號，經A/D變換後被採集進電腦，再經快速傅立葉變換等運算求得波普。如與所要求的譜特徵值相差較大，則修改傳遞函式，生成新的推波板運動信號，重新造波。經數次反覆疊代，可使實測到的波譜特性達到所要求的指標。

三維不規則波造波機

三維不規則波造波機主要用於水池中，它由幾十塊寬度不大（一般0.4-1.0m）的推波板組成。每塊推波板有一套獨立的伺服控制系統驅動，各自接受電腦由造波軟體所算得的控制信號。如各推波板的伺服控制器接受同一個不規則波控制信號，則在水池中產生正向的二維長峰波。如送給各相鄰推波板伺服控制器的控制信號有一固定的相位差，則產生斜向長峰波。改變此相位差，就能改變波向。如各推波板的伺服控制器各自受由電腦根據波浪方向譜的要求算得的信號所控制，就能產生帶有方向擴散因子的三維多向短峰不規則波。此類造波機工作時像蛇的運動，故又稱蛇形造波機。它在研究段峰不規則波對海洋工程建築物的作用時是很有用的。