斷面造波機軟硬體設備



      

電磁驅動系統的斷面造波機                   斷面水槽            


硬體部分

作為世界領先的水力學實驗室之一,HR Wallingford在物理建模的各個方面都擁有50多年的經驗,並向世界各地的實驗室提供了造波機。每台造波機都是為滿足客戶要求量身定制的,並配備了HR Wallingford的有源波吸收系統。HR Wallingford提供調試,培訓和持續支持,安裝非常簡單。

斷面造波機通常由交流伺服電機驅動。 很大的造波機都是液壓驅動的。斷面造波機基於回水設計,以簡化操作並易於維護。所有的斷面造波機均標準配備有源波吸收器。

控制系統

造波板的電動機驅動器和電子設備位於電動機驅動器控制面板中(MDCP)安裝在水槽旁邊。

訊號生成電腦的輸出將傳輸到位於MDCP中的嵌入式PLC。 對於控制室與波形發生器相距一定距離的安裝,我們提供了一個遠程控制單元,為操作員提供一個緊急停止按鈕。 MDCP上裝有第二個緊急停止按鈕。

電動造波機

電動造波機可分為:

  • 活塞式造波機

    對於最大深度為1.5m的水深,造波機通常是活塞式設計,造波板會水平地前後移動。這種設計的優點是行程通常不受限制,因此使活塞式造波機成為產生單波、吸收反射波並補償長時間下降現象的理想之選。對於較深的水應用,請參見下面的鉸鍊式襟翼造波機。

    根據水槽的寬度,造波板安裝在一個或兩個電動執行器下方,這些執行器從橫跨水槽壁的結構懸掛下來。或者,如果需要,該結構可以是獨立式的。通過這種佈置,所有軸承和精密部件都位於水位上方。

  • 鉸鍊式襟翼造波機

    這種類型的造波機最適合於深水應用,通常用於船舶拖曳水箱。造波機包括一個槳葉,該槳葉鉸接在水槽的底部或凸起的支撐結構上。槳葉的運動限制在大約±15度,以防止波浪變形。
    再者,這種造波機的設計通過使用柔性皮帶和象限來驅動槳葉,從而確保所有驅動致動系統都保持在水位之上。對於更寬的水槽和拖曳水箱,使用雙重執行器來達到所需的波高。鉸接式襟翼造波機的控制系統與活塞式的相同。

液壓造波機

液壓驅動造波機通常是活塞型的。 迄今為止,HR Wallingford提供的最大的造波機是液壓驅動的,水槽深5m,寬3m。


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軟體部分


軟體可分成造波軟體以及數據採集和分析軟體等兩個主要部份。


造波軟體

造波軟體對於單一個或多個造波機旨在模擬各種海況。它可以產生規則和不規則的波,還可以補償下降的或很長一段時間的重力波。可在Windows 7下運行,並隨附安全加密和全面的用戶文檔。



主要特徵

可以生成以下類型的海洋狀態:
* 有十三種不同的線條格式用來畫曲線,您也可以改變線的寬度。
* 通過使用濾波白噪聲方法,在垂直於造波機的方向上出現不規則的2D長波和不規則的3D短波。
* 通過使用過濾白噪聲方法,以垂直和斜角不規則的2D長波和不規則的3D短波。
* 使用濾波白噪聲方法的雙向不規則二維長波。
* 用戶定義的光譜已離線創建並作為波譜縱坐標存儲在文件中。
* 外部生成的造波板位置時間序列可以採用ASCII文本格式導入。
* 垂直和傾斜角度的規則波–多個同時存在的分量以不同的幅度,頻率,相位和方向支持。
* 時變濾波器可逐步引入不同頻率的波分量,以最大化可用於拖曳水池測試的時間。
* 支援在造波機上主動線上吸收波。
* 二階轉換函數,用於抵銷補償。



數據採集和分析軟體

Data AcQuisition軟體用於收集和分析來自物理模型中使用的各種儀器的數據,例如流量計,聲學都卜勒測速儀(ADV)和所有壓力感測器。



該程序基於項目,可分為三個部分:

輸入的校準和定標

校準部分允許創建與採集和分析部分一起使用的校准文件。它提供了一套全面的功能,可用於設置校准文件,這些校准文件用於將模型中的模擬電壓信號轉換為滿量程的數據(假設Froude或Reynolds縮放)。

數據採集

設置為以指定的頻率在指定的時間段內收集原始數據。

數據分析

收集數據後,HR DAQ可用於執行許多分析程序。主要分析程序包括兩個例程。一種是快速傅立葉變換頻譜分析,另一種是統計分析。

與我們的8或4通道波表系統一起使用。我們能夠提供一起使用的不同類型的A / D設備。

主要特徵

* 專為波浪分析而設計。
* 儀器校準。
* 數據採集。
* 光譜分析。
* 統計和波浪計數分析。
* 反射分析。

技術規格

輸入通道/電壓/頻率受PC和採集硬件規範的限制,但通常為64通道,每通道3 KHz

校準程序

* 輸入通道的標籤。
* 每個通道均顯示帶有線性最小平方法擬合的自動校準。
* 自動設置零值水平面。

數據採集

採樣頻率

1-500Hz
數據收集過程中的通道

跟踪所有顯示或根據需要關閉的通道
監控 經過的時間和完成的時間

數據分析
波譜分析 能量密度,Hs m0,m2,m4,Tp
統計分析 H1 / 3,Tm,標準偏差,方差
反射分析 體反射係數,入射波譜和反射波譜


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