專利名稱：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行進(jìn)中船模作用時，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，由于水池長度有限，而不規(guī)則波譜離散的波列數(shù)據(jù)較長，拖車在軌道上按試驗(yàn)設(shè)定的速度跑完整個試驗(yàn)區(qū)時，造波機(jī)生成的波列可能還沒有結(jié)束。因此，目前拖曳水池中進(jìn)行不規(guī)則波試驗(yàn)時也是由很短的波列數(shù)據(jù)代替整個波列數(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題，使得整個不規(guī)則波譜離散的波列數(shù)據(jù)都對行進(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)明通過對拖曳試驗(yàn)啟動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)方案如下造波過程中，根據(jù)拖車具體的運(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)生成完整個波列數(shù)據(jù)，最后將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)拼接起來，形成一組完整的波譜模擬試驗(yàn)過程。為了各段數(shù)據(jù)很好的拼接，要對試驗(yàn)啟動階段和停止階段進(jìn)行處理，首先根據(jù)本組波浪參數(shù)計(jì)算啟動階段所需時間tl，tl =nlX AT+Tl+3XTs，其中ml為數(shù)據(jù)起始點(diǎn)到第一個換向點(diǎn)的波列個數(shù)，ΔΤ為波列數(shù)據(jù)的時間間隔，Tl為由起始點(diǎn)運(yùn)行到換向點(diǎn)增加的時間，以使造波機(jī)緩慢啟動，Ts為本組波浪的有效周期。試驗(yàn)停止階段，拖車和造波機(jī)同時停止，而拖車停止的位置和造波板之間還有一段距離X，這區(qū)間的波浪沒有參與試驗(yàn)，計(jì)算此段未參與試驗(yàn)的造波時間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，將波列數(shù)據(jù)起始點(diǎn)前移η = (tl+t2)/AT個點(diǎn)，拖車在造波機(jī)啟動 tl時間開始運(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)則波對行進(jìn)中船模進(jìn)行作用時， 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；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；7 電動缸；8驅(qū)動裝置；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，由于水池長度有限，拖車1在軌道9上按試驗(yàn)設(shè)定的速度跑完整個試驗(yàn)區(qū)時，造波機(jī)10生成的波列可能還沒有結(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1回歸起點(diǎn)，在后一段的波列中再次運(yùn)行。例如 拖車1跑完整個行程需20s的時間，而造波機(jī)10生成完整個波列需要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1跑一遍，最后，將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)拼接起來，形成一組完整的波譜模擬試驗(yàn)過程。為了使用方便，試驗(yàn)時并不提前將波列數(shù)據(jù)分好，而是在拖車1停止的同時，停止造波，下一段試驗(yàn)繼續(xù)造波，重復(fù)這一過程，直到整個波列數(shù)據(jù)都完成。每次造波開始階段， 造波機(jī)10要有個啟動過程，而且，從靜水開始造波，波浪傳播也要有個時間過程，所以，剛開始的一段試驗(yàn)數(shù)據(jù)是無效的，在停止階段，拖車1和造波機(jī)10同時停止，而拖車1停止的位置和造波板5之間還有一段距離，這區(qū)間的波浪沒有參與試驗(yàn)，在下一段造波時要考慮進(jìn)去。每次停止時，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個點(diǎn)，當(dāng)前已發(fā)送2000個，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)算啟動階段所需時間tl， tl = nlX AT+Tl+3XTs，其中nl為數(shù)據(jù)起始點(diǎn)到第一個換向點(diǎn)的波列個數(shù)，ΔΤ為波列數(shù)據(jù)的時間間隔，Tl為由起始點(diǎn)運(yùn)行到換向點(diǎn)增加的時間，Ts為本組波浪的有效周期。上一次試驗(yàn)拖車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tl時間，拖車1運(yùn)行，開始試驗(yàn)，如此重復(fù)幾遍，完成整個波列數(shù)據(jù)， 最后，將每次采集到的波高數(shù)據(jù)拼接起來，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，造波過程中，分段造波，每完成一段波列數(shù)據(jù)，拖車回歸起點(diǎn)，在后一段的波列中再次運(yùn)行，直至造波機(jī)生成完整個波列數(shù)據(jù)， 最后將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)拼接起來，形成一組完整的波譜模擬試驗(yàn)過程；試驗(yàn)啟動階段和停止階段處理首先根據(jù)本組波浪參數(shù)計(jì)算啟動階段所需時間tl，tl =nix AT+T1+3XTS，其中nl為數(shù)據(jù)起始點(diǎn)到第一個換向點(diǎn)的波列個數(shù)，ΔΤ為波列數(shù)據(jù)的時間間隔，Tl為由起始點(diǎn)運(yùn)行到換向點(diǎn)增加的時間，以使造波機(jī)緩慢啟動，Ts為本組波浪的有效周期；試驗(yàn)停止階段，拖車和造波機(jī)同時停止，而拖車停止的位置和造波板之間還有一段距離X，這區(qū)間的波浪沒有參與試驗(yàn)，計(jì)算此段未參與試驗(yàn)的造波時間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，將波列數(shù)據(jù)起始點(diǎn)前移η = (tl+t2) / Δ T個點(diǎn)，拖車在造波機(jī)啟動tl 時間開始運(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，由于水池長度有限，而不規(guī)則波的波列數(shù)據(jù)較長，拖車在軌道上按試驗(yàn)設(shè)定的速度跑完整個試驗(yàn)區(qū)時，造波機(jī)生成的波列還沒有結(jié)束，因此，將波列分段，每完成一段波列數(shù)據(jù)，拖車回歸起點(diǎn)，在后一段的波列中再次運(yùn)行，直至造波機(jī)生成完整個波列，最后，將采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)拼接起來，形成一組完整的波譜模擬試驗(yàn)過程。本發(fā)明的效果和益處是在拖曳水池中研究不規(guī)則波對行進(jìn)中船體進(jìn)行作用時，能夠全面真實(shí)地反映不規(guī)則波譜的特性。
文檔編號G01M10/00GK102230840SQ20111015442
公開日2011年11月2日 申請日期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, 楊洪齊, 柳淑學(xué), 王靜 申請人:大連理工大學(xué)