【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋工程和海岸工程波浪实验领域，具体为一种基于底部动量输入的无反射造波方法及造波装置。
技术介绍
1、海洋工程和海岸工程波浪模型实验中，入射波浪会在结构物上产生反射波浪，反射波浪逆向传播，若采用推板式、摇板式造波机，当反射波浪到达造波板处时，波浪发生二次反射，造成波浪水槽内的入射波浪序列与预期结果产生较大差别，严重影响波浪实验的精度。尽管研究者采用在造波板前设置波高仪监测波浪，通过修正造波机运动主动吸收水槽内的反射波浪，达到减小波浪二次反射的目的，但是，这种主动吸收造波方法和设备对于规则波浪的主动吸收效果较好，对于随机波浪的主动吸收效果较差。
2、因此急需一种可以提高波浪实验精度的无反射造波方法及造波装置。
3、通过检索未发现与本申请相关的专利文献。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有造波方法和装置易产生波浪二次反射的问题，提出了一种基于底部动量输入的无反射造波方法和造波装置。通过可变形底板的波浪形运动，向波浪水槽中水体注入动量，以产生入射波浪。通过控制可变形底板波浪形运动的幅值、周期和波长，可生成不同参数的入射波浪序列。由于造波边界设置在水槽底部，结构物生成的反射波浪可自由通过造波区域，并在斜坡式消波区衰减、耗散。该方法和装置可彻底解决传统推板式、摇板式造波方法和装置的波浪二次反射问题。
2、本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
3、一种基于底部动量输入的无反射造波装置，包括可变形底板、运动
4、而且，所述造波机构包括运动控制器以及上位机，所述上位机运行计算程序，根据设定的波浪参数计算出可变形底板波浪形运动的幅值、周期和波长；所述上位机通过信号线与运动控制器相连，所述运动控制器通过信号线与伺服电机相连，所述上位机通过运动控制器控制伺服电机。
5、而且，所述可变形底板上部敷有可伸缩的防水膜。
6、而且，所述波浪水槽内还设置有波高传感器。
7、而且，所述可变形底板和窄板与波浪水槽等宽。
8、基于底部动量输入的无反射造波装置的造波方法，包括以下内容：
9、首先根据预期入射波浪的特征参数，通过计算程序计算得到波浪形底板运动的幅值、周期和波长；然后向波浪水槽内部注水至预期水深；再通过造波机构的窄板上下运动情况控制可变形底板产生给定参数的波浪形运动，在波浪水槽中产生行进波浪；通过波高传感器率定实际波浪特征参数符合预期波浪特征参数；在波浪水槽中安装结构物，开展后续波浪实验。
10、而且，所述特征参数包括水深、周期以及波高。
11、而且，所述波浪实验内容：通过可变形底板的波浪形运动向水体注入动量，在波浪水槽中产生入射波浪，并通过控制底板波浪形运动的幅值、周期和波长，波长包括最大造波波长和最小造波波长，生成不同参数的入射波浪序列；结构物产生的反射波浪可自由通过造波区域，并在水槽近端的斜坡式消波区上衰减、耗散，完成实验。
12、而且，所述可变形底板的长度不小于波浪水槽最大造波波长的1倍。
13、而且，所述窄板的长度不大于最小造波波长的1/5倍。
14、本专利技术的优点和积极效果是：
15、与现有造波方法和造波装置相比，本专利技术提供了一种基于底部动量输入的无反射造波方法和造波装置，具备以下有益效果：
16、该无反射造波方法和造波装置通过可变形底板波浪形运动向水槽内部水体注入动量，通过调节可变形底板波浪形运动的幅值、周期和波长，产生预期特征参数的入射波浪。由于没有阻碍波浪传播的造波板，结构物产生的反射波浪可以无反射地通过造波区域，避免了传统推板式、摇板式造波方法和造波装置的波浪二次反射问题，显著提高了长时间波浪实验的准确度。
17、该无反射造波方法和造波装置对于规则波和随机波具有相同的无反射特性，解决了已有的可吸收式造波方法和造波装置消除随机波二次反射不彻底的问题。
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1.一种基于底部动量输入的无反射造波装置，其特征在于：包括可变形底板、运动机构、近端斜坡式消波区、远端斜坡式消波区以及波浪水槽，所述波浪水槽的两端安装有近端斜坡式消波区和远端斜坡式消波区，所述波浪水槽内设置有结构物，所述波浪水槽的底端设置可变形底板，所述可变形底板下部设置有造波机构，所述造波机构用于调节可变形底板波浪形运动的幅值、周期和波长，所述造波机构包括支撑框架，所述支撑框架上均布间隔设置有若干个机械结构，每个所述机械结构包括窄板、齿条以及固定套，所述固定套安装在支撑框架上，所述固定套内同轴滑动安装有齿条，所述支撑框架下部设置有若干个伺服电机，每个所述伺服电机的输出轴端部均固装有齿轮，所述齿轮与齿条啮合连接，所述伺服电机带动齿条上下运动，实现齿条顶端的窄板推动可变形底板产生形变。
2.根据权利要求1所述的基于底部动量输入的无反射造波装置，其特征在于：所述造波机构包括运动控制器以及上位机，所述上位机运行计算程序，根据设定的波浪参数计算出可变形底板波浪形运动的幅值、周期和波长；所述上位机通过信号线与运动控制器相连，所述运动控制器通过信号线与伺服电机相连，所述上位机通过
3.根据权利要求1所述的基于底部动量输入的无反射造波装置，其特征在于：所述可变形底板上部敷有可伸缩的防水膜。
4.根据权利要求1所述的基于底部动量输入的无反射造波装置，其特征在于：所述波浪水槽内还设置有波高传感器。
5.根据权利要求1所述的基于底部动量输入的无反射造波装置，其特征在于：所述可变形底板和窄板与波浪水槽等宽。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于底部动量输入的无反射造波装置的造波方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的基于底部动量输入的无反射造波装置的造波方法，其特征在于：
8.根据权利要求6所述的基于底部动量输入的无反射造波装置的造波方法，其特征在于：
9.根据权利要求6所述的基于底部动量输入的无反射造波装置的造波方法，其特征在于：所述可变形底板的长度不小于波浪水槽最大造波波长的1倍。
10.根据权利要求6所述的基于底部动量输入的无反射造波装置的造波方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种基于底部动量输入的无反射造波装置，其特征在于：包括可变形底板、运动机构、近端斜坡式消波区、远端斜坡式消波区以及波浪水槽，所述波浪水槽的两端安装有近端斜坡式消波区和远端斜坡式消波区，所述波浪水槽内设置有结构物，所述波浪水槽的底端设置可变形底板，所述可变形底板下部设置有造波机构，所述造波机构用于调节可变形底板波浪形运动的幅值、周期和波长，所述造波机构包括支撑框架，所述支撑框架上均布间隔设置有若干个机械结构，每个所述机械结构包括窄板、齿条以及固定套，所述固定套安装在支撑框架上，所述固定套内同轴滑动安装有齿条，所述支撑框架下部设置有若干个伺服电机，每个所述伺服电机的输出轴端部均固装有齿轮，所述齿轮与齿条啮合连接，所述伺服电机带动齿条上下运动，实现齿条顶端的窄板推动可变形底板产生形变。
2.根据权利要求1所述的基于底部动量输入的无反射造波装置，其特征在于：所述造波机构包括运动控制器以及上位机，所述上位机运行计算程序，根据设定的波浪参数计算出可变形底板波浪形运动的幅值、周期和波长；所述上位机通过信号线与运动控制器相连，所述运动控制器通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：李智勇，杜波，王刚，张志猛，及春宁，许栋，
申请(专利权)人：中国路桥工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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