專(zhuān)利名稱(chēng)：一種拖曳水池中的分段造波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于船舶工程試驗(yàn)研究技術(shù)領(lǐng)域，涉及到不規(guī)則波對(duì)行進(jìn)中船模作用的試驗(yàn)研究，特別涉及到波列數(shù)據(jù)分段造波并對(duì)各段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)整合的方法。
背景技術(shù)：
目前在拖曳水池中研究波浪對(duì)行進(jìn)中船模作用時(shí)，大部分采用規(guī)則波試驗(yàn)，由于規(guī)則波離散為較短的波列數(shù)據(jù)就能夠反映其全部特性，容易實(shí)現(xiàn)。而實(shí)際的海浪為不規(guī)則波浪，在拖曳水池中進(jìn)行不規(guī)則波模擬試驗(yàn)時(shí)，由于水池長(zhǎng)度有限，而不規(guī)則波譜離散的波列數(shù)據(jù)較長(zhǎng)，拖車(chē)在軌道上按試驗(yàn)設(shè)定的速度跑完整個(gè)試驗(yàn)區(qū)時(shí)，造波機(jī)生成的波列可能還沒(méi)有結(jié)束。因此，目前拖曳水池中進(jìn)行不規(guī)則波試驗(yàn)時(shí)也是由很短的波列數(shù)據(jù)代替整個(gè)波列數(shù)據(jù)，不能夠全面的反映不規(guī)則波譜的特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種拖曳水池中的分段造波方法，解決了存在的上述問(wèn)題，使得整個(gè)不規(guī)則波譜離散的波列數(shù)據(jù)都對(duì)行進(jìn)中的船模產(chǎn)生了作用，能夠真實(shí)地反映不規(guī)則波譜的模擬試驗(yàn)效果。本發(fā)明通過(guò)對(duì)拖曳試驗(yàn)啟動(dòng)階段和停止階段的特殊處理，實(shí)現(xiàn)了各段試驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整拼接，采用的技術(shù)方案如下造波過(guò)程中，根據(jù)拖車(chē)具體的運(yùn)行情況，進(jìn)行分段造波，每完成一段波列數(shù)據(jù)，拖車(chē)回歸起點(diǎn)，在后一段的波列中再次運(yùn)行，直至造波機(jī)生成完整個(gè)波列數(shù)據(jù)，最后將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)拼接起來(lái)，形成一組完整的波譜模擬試驗(yàn)過(guò)程。為了各段數(shù)據(jù)很好的拼接，要對(duì)試驗(yàn)啟動(dòng)階段和停止階段進(jìn)行處理，首先根據(jù)本組波浪參數(shù)計(jì)算啟動(dòng)階段所需時(shí)間tl，tl =nlX AT+Tl+3XTs，其中ml為數(shù)據(jù)起始點(diǎn)到第一個(gè)換向點(diǎn)的波列個(gè)數(shù)，ΔΤ為波列數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，Tl為由起始點(diǎn)運(yùn)行到換向點(diǎn)增加的時(shí)間，以使造波機(jī)緩慢啟動(dòng)，Ts為本組波浪的有效周期。試驗(yàn)停止階段，拖車(chē)和造波機(jī)同時(shí)停止，而拖車(chē)停止的位置和造波板之間還有一段距離X，這區(qū)間的波浪沒(méi)有參與試驗(yàn)，計(jì)算此段未參與試驗(yàn)的造波時(shí)間t2，t2 = χXTs/ (2X π /k)，其中Ts為有效周期，k為波數(shù)。下一段造波時(shí)，將波列數(shù)據(jù)起始點(diǎn)前移η = (tl+t2)/AT個(gè)點(diǎn)，拖車(chē)在造波機(jī)啟動(dòng) tl時(shí)間開(kāi)始運(yùn)行，即實(shí)現(xiàn)了兩段數(shù)據(jù)的完整結(jié)合。本發(fā)明的效果和益處是在拖曳水池中研究不規(guī)則波對(duì)行進(jìn)中船模進(jìn)行作用時(shí)， 能夠全面真實(shí)地反映不規(guī)則波譜的特性。


附圖1為拖曳水池平面圖。附圖2為拖曳水池剖面圖。
圖中1拖車(chē)；2船模；3試驗(yàn)波浪；4拖曳水池池底；5造波板；6造波機(jī)安裝臺(tái)；7 電動(dòng)缸；8驅(qū)動(dòng)裝置；9軌道；10造波機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。在拖曳水池中進(jìn)行不規(guī)則波模擬試驗(yàn)時(shí)，由于水池長(zhǎng)度有限，拖車(chē)1在軌道9上按試驗(yàn)設(shè)定的速度跑完整個(gè)試驗(yàn)區(qū)時(shí)，造波機(jī)10生成的波列可能還沒(méi)有結(jié)束，所以，必需將波列數(shù)據(jù)分段，每完成一段波列數(shù)據(jù)，拖車(chē)1回歸起點(diǎn)，在后一段的波列中再次運(yùn)行。例如 拖車(chē)1跑完整個(gè)行程需20s的時(shí)間，而造波機(jī)10生成完整個(gè)波列需要80s，這樣，可以把造波序列分成4段，造波機(jī)10每生成一段波列數(shù)據(jù)，拖車(chē)1跑一遍，最后，將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)拼接起來(lái)，形成一組完整的波譜模擬試驗(yàn)過(guò)程。為了使用方便，試驗(yàn)時(shí)并不提前將波列數(shù)據(jù)分好，而是在拖車(chē)1停止的同時(shí)，停止造波，下一段試驗(yàn)繼續(xù)造波，重復(fù)這一過(guò)程，直到整個(gè)波列數(shù)據(jù)都完成。每次造波開(kāi)始階段， 造波機(jī)10要有個(gè)啟動(dòng)過(guò)程，而且，從靜水開(kāi)始造波，波浪傳播也要有個(gè)時(shí)間過(guò)程，所以，剛開(kāi)始的一段試驗(yàn)數(shù)據(jù)是無(wú)效的，在停止階段，拖車(chē)1和造波機(jī)10同時(shí)停止，而拖車(chē)1停止的位置和造波板5之間還有一段距離，這區(qū)間的波浪沒(méi)有參與試驗(yàn)，在下一段造波時(shí)要考慮進(jìn)去。每次停止時(shí)，記錄當(dāng)前波列數(shù)據(jù)的位置，例如波列數(shù)據(jù)共有8192個(gè)點(diǎn)，當(dāng)前已發(fā)送2000個(gè)，則當(dāng)前數(shù)據(jù)位置為O000/8192)，根據(jù)本組波浪參數(shù)計(jì)算啟動(dòng)階段所需時(shí)間tl， tl = nlX AT+Tl+3XTs，其中nl為數(shù)據(jù)起始點(diǎn)到第一個(gè)換向點(diǎn)的波列個(gè)數(shù)，ΔΤ為波列數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，Tl為由起始點(diǎn)運(yùn)行到換向點(diǎn)增加的時(shí)間，Ts為本組波浪的有效周期。上一次試驗(yàn)拖車(chē)1停止位置與造波板5之間距離為X，根據(jù)給定的波浪參數(shù)，計(jì)算出波浪由造波板5發(fā)出，傳到χ遠(yuǎn)處，需要時(shí)間t2，t2 = xXTs/(2X π/k)，其中Ts為有效周期，k為波數(shù)。假設(shè)控制時(shí)間間隔為ΔΤ = 0. 02s，則η = (tl+t2)/0. 02為需要從上次停止點(diǎn)前移的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，假設(shè)計(jì)算得到η = 100，則計(jì)算出下次試驗(yàn)起始點(diǎn)為2000-100 = 1900點(diǎn)的位置，當(dāng)造波機(jī)10啟動(dòng)tl時(shí)間，拖車(chē)1運(yùn)行，開(kāi)始試驗(yàn)，如此重復(fù)幾遍，完成整個(gè)波列數(shù)據(jù)， 最后，將每次采集到的波高數(shù)據(jù)拼接起來(lái)，形成完整的波譜模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理。
權(quán)利要求
1. 一種拖曳水池中的分段造波方法，其特征在于，造波過(guò)程中，分段造波，每完成一段波列數(shù)據(jù)，拖車(chē)回歸起點(diǎn)，在后一段的波列中再次運(yùn)行，直至造波機(jī)生成完整個(gè)波列數(shù)據(jù)， 最后將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)拼接起來(lái)，形成一組完整的波譜模擬試驗(yàn)過(guò)程；試驗(yàn)啟動(dòng)階段和停止階段處理首先根據(jù)本組波浪參數(shù)計(jì)算啟動(dòng)階段所需時(shí)間tl，tl =nix AT+T1+3XTS，其中nl為數(shù)據(jù)起始點(diǎn)到第一個(gè)換向點(diǎn)的波列個(gè)數(shù)，ΔΤ為波列數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，Tl為由起始點(diǎn)運(yùn)行到換向點(diǎn)增加的時(shí)間，以使造波機(jī)緩慢啟動(dòng)，Ts為本組波浪的有效周期；試驗(yàn)停止階段，拖車(chē)和造波機(jī)同時(shí)停止，而拖車(chē)停止的位置和造波板之間還有一段距離X，這區(qū)間的波浪沒(méi)有參與試驗(yàn)，計(jì)算此段未參與試驗(yàn)的造波時(shí)間t2，t2 = xXTs/(2X π /k)，其中Ts為有效周期，K為波數(shù)；下一段造波時(shí)，將波列數(shù)據(jù)起始點(diǎn)前移η = (tl+t2) / Δ T個(gè)點(diǎn)，拖車(chē)在造波機(jī)啟動(dòng)tl 時(shí)間開(kāi)始運(yùn)行，即實(shí)現(xiàn)了兩段數(shù)據(jù)的完整結(jié)合。
全文摘要
一種拖曳水池中的分段造波方法，屬于船舶工程實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)領(lǐng)域。其特征是在拖曳水池中進(jìn)行不規(guī)則波模擬試驗(yàn)時(shí)，由于水池長(zhǎng)度有限，而不規(guī)則波的波列數(shù)據(jù)較長(zhǎng)，拖車(chē)在軌道上按試驗(yàn)設(shè)定的速度跑完整個(gè)試驗(yàn)區(qū)時(shí)，造波機(jī)生成的波列還沒(méi)有結(jié)束，因此，將波列分段，每完成一段波列數(shù)據(jù)，拖車(chē)回歸起點(diǎn)，在后一段的波列中再次運(yùn)行，直至造波機(jī)生成完整個(gè)波列，最后，將采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)拼接起來(lái)，形成一組完整的波譜模擬試驗(yàn)過(guò)程。本發(fā)明的效果和益處是在拖曳水池中研究不規(guī)則波對(duì)行進(jìn)中船體進(jìn)行作用時(shí)，能夠全面真實(shí)地反映不規(guī)則波譜的特性。
文檔編號(hào)G01M10/00GK102230840SQ20111015442
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者張群, 李木國(guó), 楊洪齊, 柳淑學(xué), 王靜 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)