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生成正向椭圆余弦波的方法

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了确定造波机生成一列椭圆余弦波所需要的造波板运动位移,将造波板所有位置的运动速度与对应的波浪下水质点的速度进行匹配。针对椭圆余弦波,首先利用式(3.4)和式(3.7)可以得到椭圆积分模数m。然后利用式(3.1)和式可求得X。现举例如下,设波浪的波高H=0.2m,周期T=2.3s,水深h=0.4m,图3.2所示为利用上述椭圆余弦波造波方法得到的波浪生成所需的造波板运动位移X的时间序列。

生成正向椭圆余弦波的方法

为了确定造波机生成一列椭圆余弦波所需要的造波板运动位移,将造波板所有位置的运动速度与对应的波浪下水质点的速度进行匹配。对于长波,质点的水平速度沿水深总是均匀的,因此可以认为水质点的速度为沿水深平均的速度U(x,t),由此可得

式中:X(t)为推板式造波机的造波板运动位移。

对于永形波,根据其连续性可以通过下列表达式得到沿水深平均的速度:

其中,U(x,t)具有许多谐波,但这些谐波的相位被锁定,同时这些谐波的幅

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式(3.10)是确定对应于长波生成的造波板运动轨迹的一般方程式。针对椭圆余弦波,首先利用式(3.4)和式(3.7)可以得到椭圆积分模数m。之后可获得其他相关参数,如E(m)、K(m)、A(m)、ηmin及L等。然后利用式(3.1)和式(3.10)可求得X(t)。为了获得符合实际情况的解,需要满足条件μ=h/L<0.10。

现举例如下,设波浪的波高H=0.2m,周期T=2.3s,水深h=0.4m,图3.2所示为利用上述椭圆余弦波造波方法得到的波浪生成所需的造波板运动位移X(t)的时间序列。图3.3所示为造波板运动位移X(t)处的波面高程η(X(t),t)。值在波高中所占相对比例也是固定的,因此依据造波板的速度可知:

图3.2 生成H=0.2m,T=2.3s,h=0.4m波浪的造波板运动位移

图3.3 造波板运动位移X(t)处的波面高程η(X(t),t)

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