主动式波浪吸收理论简析

主动式波浪吸收是指将造波机作为一种动边界，通过对它的控制，吸收传播至造波机的反射波，以避免二次反射的产生。配备有控制系统的造波机能够在生成目标波浪的同时对反射波进行主动式吸收，这种造波机通常被称为主动式吸收造波机或主动式吸收系统。

主动式吸收系统既可以用于同时生成目标波浪和防止反射波的二次反射，也可单独用于波浪吸收以替代传统的被动式波浪吸收装置。通常情况下，主动式吸收系统吸收波浪的能力在频率较低时比被动式吸收效果好。此外主动式吸收系统还有其他一些有吸引力的特点，首先是能够在很大程度上避免行进波的二次反射。另一个重要特点是能够抑制共振的产生（Schäffer和Klopman[1]）。目前，在国际上主动式吸收系统越来越多地应用于波浪物理模型实验。(www.xing528.com)

在物理模型的波浪水槽或水池中，主动式波浪吸收需要水动力反馈机制，用于提供所需吸收波浪的信息。丹麦DHI的水力实验室中，二维及三维推板式造波机分别由主动式吸收造波控制系统DHI AWACS[2，3]以及DHI 3D AWACS[4，5]进行控制。DHI（3D）AWACS控制系统的水动力反馈是由集成在造波板前的浪高仪传感器给出，这是一种成熟且常用的方法。DHI（3D）AWACS控制系统提供了两种主动式波浪吸收的方法，分别为单信号模式（single mode）和双信号模式（dual mode）[6]。此外控制系统还提供了一种被称为定位模式（position mode）的不包含主动式吸收的单纯造波方法，该模式通过常规的造波板位移控制提供了一种通用的非线性波生成方法。定位模式的控制信号为造波板运动位移的时间序列，在这种模式中没有水动力反馈信息，因此不具备主动式波浪吸收功能。单信号模式是一种基于线性造波理论的传统主动式波浪吸收方法，该模式除了水动力反馈信息之外只需要一种控制信号，因此被称为单信号模式。双信号模式的主动式吸收是通过在非线性波浪造波之上的线性扰动来实现，该模式除了水动力反馈信息之外，还需要两种控制信号。本章将简要介绍两种主动式波浪吸收的方法，主要参考文献来自Schäffer和Klopman（2000）[1]，Schäffer（2001）[5]及Schäffer和Jakobsen（2003）[6]发表的文献。