發(fā)布時間：2018-12-17 02:54

【摘要】：隨著經(jīng)濟的增長,人類對資源的需求也與日俱增,資源的開發(fā)從陸地轉(zhuǎn)到海洋。研究海洋波浪特性是進(jìn)行海洋工程研究的先決條件。造波機是模擬海洋波浪的重要設(shè)備,能夠準(zhǔn)確的模擬海洋波浪是造波機理論研究的關(guān)鍵。實驗室造波機在水槽中造波時會在板前形成二次反射波,而在海洋中是不會產(chǎn)生的。為了保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,消除二次反射波,研究主動式吸收造波理論具有重要的現(xiàn)實意義。以交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究所大比尺波浪水槽推板式造波機為實驗對象,實現(xiàn)了基于力矩反饋的主動式吸收造波。該造波機采用四臺伺服交流電機同步控制,具有很好的同步性能、運行精度和保護措施。通過對造波系統(tǒng)的機械、電氣結(jié)構(gòu)及造波控制原理進(jìn)行詳細(xì)的分析,給出了基于力矩反饋的主動式吸收造波理論。并以勢流理論和線性波理論為依據(jù)推導(dǎo)微幅波造波理論,進(jìn)而以余弦波疊加推導(dǎo)不規(guī)則波造波理論。在造波機造波理論基礎(chǔ)上,進(jìn)一步推導(dǎo)了造波機電機力矩與造波參數(shù)之間的關(guān)系,分析了造波板運動的受力與對電機驅(qū)動力矩的組分大小和變化規(guī)律,從理論上得到電機力矩的變化范圍、規(guī)律,為研究基于力矩反饋的主動式吸收造波提供理論依據(jù)。建立了基于力矩反饋的主動式吸收造波系統(tǒng),并進(jìn)行了規(guī)則波主動式吸收造波實驗,驗證了規(guī)則波吸收造波的效果,并對波面的穩(wěn)定性和二次反射波的吸收率進(jìn)行了分析。實驗表明,本文提出的主動式吸收造波理論可以有效地吸收二次反射波,實現(xiàn)無反射造波。
[Abstract]:With the economic growth, the human demand for resources is increasing, the development of resources from the land to the sea. The study of ocean wave characteristics is a prerequisite for marine engineering research. Wave generator is an important equipment to simulate ocean wave. It is the key of theoretical research to simulate ocean wave accurately. Laboratory wave-making machines form secondary reflection waves in front of the plate when making waves in the flume, but not in the ocean. In order to ensure the accuracy of the experimental results and eliminate the secondary reflection wave, it is of great practical significance to study the theory of active absorption wave-making. Taking the large scale wave flume push plate type wave-making machine of Tianjin Water Engineering Research Institute of Ministry of Communications and Transport as the experimental object, the active absorbing wave generation based on torque feedback is realized. The wave generator adopts four servo AC motor synchronous control, which has good synchronization performance, operation precision and protection measures. Through the detailed analysis of the mechanical, electrical structure and wave-making control principle of the wave-making system, the active absorbing wave-making theory based on torque feedback is presented. Based on the potential flow theory and linear wave theory, the theory of micro-amplitude wave generation is derived, and the theory of irregular wave generation is derived by superposition of cosine wave. On the basis of wave-making theory of wave-making machine, the relationship between the torque of wave-making electromechanical machine and the wave-making parameters is further deduced, and the force acting on the wave-making plate and the composition and variation law of the driving moment of the waving-plate are analyzed. The range and law of motor torque are obtained theoretically, which provides a theoretical basis for the study of active wave generation based on torque feedback. The active wave generation system based on torque feedback is established, and the regular wave active wave generation experiment is carried out to verify the effect of the regular wave absorption generation. The stability of the wave surface and the absorption rate of the secondary reflection wave are analyzed. The experimental results show that the theory of active wave generation can effectively absorb the secondary reflection wave and realize the non-reflection wave generation.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P731.2;P75

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8 賀五洲,袁亨亮,耿進(jìn)柱;搖板式造波機生成的長峰規(guī)則波[J];水力發(fā)電學(xué)報;2002年S1期

9 王靜;張群;李木國;;基于網(wǎng)絡(luò)控制的方向譜造波機系統(tǒng)[J];中國海洋平臺;2007年03期

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3 黃文昊;尤云祥;王競宇;胡天群;;兩層流體中內(nèi)孤立波造波實驗[A];第十一屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十四屆全國水動力學(xué)研討會并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會文集（上冊）[C];2012年

4 李雪臨;任冰;王永學(xué);;VOF方法中主動吸收式無反射數(shù)值造波研究[A];第二十屆全國水動力學(xué)研討會文集[C];2007年

5 鄧麗梅;章梓雄;;二維造波過程中橫向波產(chǎn)生的試驗研究[A];祝賀鄭哲敏先生八十華誕應(yīng)用力學(xué)報告會——應(yīng)用力學(xué)進(jìn)展論文集[C];2004年

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6 費宇庭;搖板式造波機系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];華中科技大學(xué);2015年

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9 張亞群;造波機的控制及其實現(xiàn)[D];武漢理工大學(xué);2007年

10 魏明偉;港口工程物模試驗用造波系統(tǒng)的參數(shù)計算及軟件設(shè)計[D];天津理工大學(xué);2012年

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本文編號：2383529