基于推板的二阶规则波造波方法与数值计算研究

目前实验室内最常用的造波理论是线性微幅波理论,让造波板围绕中心轴做往复简谐运动(即一阶造波),然而实际的造波板运动幅值是有限度的,简单地采用微幅波理论的一阶造波方法生成的波浪在传输过程中会出现自由伪谐波,影响波浪的稳定,甚至可能会产生次峰。采用二阶造波理论能够抑制自由伪谐波,得到更加稳定的波浪。本文基于波浪理论,采用摄动法推导出推板一阶造波方法产生的一阶波和二阶波,分离出自由伪谐波。然后基于波浪叠加原理得出抑制自由伪谐波的二阶造波理论方法并使用Fluent软件验证了本文二阶造波理论方法的有效性。

基于网络的大型造波机运动控制系统

波浪是海岸工程、港口工程、船舶和海洋工程中需要考虑的主要荷载因素。目前研究波浪载荷的主要技术手段是在试验水池放置缩小的结构物模型,并模拟现场的波浪环境,从而实现波浪载荷的精确测量,为工程设计提供科学依据。造波机是试验室模拟波浪环境的关键设备,其运动控制系统的性能直接关系到模型试验的精准度。本文介绍一种基于EtherCAT网络的大型造波机运动控制系统,该系统具有良好的同步运动性能,并具有良好的扩展性,可为先进造波方法研究提供设备平台。

大型XY拖车控制系统

海洋工程水池配置XY拖车,可兼顾船舶操纵性与耐波性试验要求,为获得更精确的试验数据,海工水池的尺度越来越大,因此有必要开发大跨度、大惯量的XY拖车控制系统。大型XY拖车必须采用多电机同步驱动技术以实现试验所需的动态运动性能。XY拖车控制系统使用西门子高性能S7-1500T PLC作为核心控制器,采用PROFIBUS网络实现PLC、6RA80调速器、伺服驱动器等设备间的数据快速交互,能灵活地控制X车、Y车做斜线、圆弧等各类组合运动。阐明了XY拖车控制系统的设计方案和技术途径,介绍了X车、Y车单独运动和两者组合做“画圆运动”的调试结果。调试结果表明XY拖车控制系统能满足操纵性与耐波性试验的要求。