分层流水槽箱内垂荡板式内波造波模拟研究

徐鑫哲，王海波

（1.盘锦职业技术学院，辽宁 盘锦 124010；2.盘锦宁泰能源科技有限公司，辽宁 盘锦 124010）

0 引言

目前，海洋工程规模日益向大型化发展，在诸多的环境影响因素中，海洋内波的影响逐渐显现。比如，随着水下无人系统的发展，对于采用了浮力调节装置的无人潜航器，当其遭遇内波时，所处液体密度将发生变化，其浮力调节应能作出应对，避免意外跌入压力极限外的水深。因此，海洋内波的研究已成为该领域的关注重点和热点。内波的实验室研究，是内波研究的重要手段[1]，内波水槽的建设成为重点发展对象。内波水槽技术除了分层水体的制造以外，内波的制造方法也是内波水槽的核心技术。国内外有关内波的造波方法主要有重力塌崩式造波、活塞式造波、双板联动式造波、推（摇）板式造波、平板拍击式造波等[1]。

目前，在内波实验方面大多采用双板联动式和平板拍击式[2]，并且主要针对小型分层流水槽设计，在密度分层水槽中已能够较好地模拟出各种尺度的规则线性内波和非线性内波[3-5]。通常所见的内波造波机大多只适用于分层流体各层流体深度固定的情况，并不适用不同流体深度的情况[6]。本研究以此为切入点，在分析双板联动式和平板拍击式造波方法的基础上，提出了一种新型的内波造波方法——箱内垂荡板式造波，通过CFD方法模拟后，与其他造波方法产生的波形进行比较，获得了更好的效果。

1 箱内垂荡板式造波方法工作原理

以双板联动式造波的质量平衡原理[7-8]为基础，吸取平板拍击式造波控制简单的优点，提出了箱内垂荡板式造波方法，如图1所示。……