波浪的案例
二維波浪水槽以及波浪傳播變形的數(shù)值模擬（附詳細步驟）
波浪沿斜坡傳播的SPH數(shù)值模擬[C]// 中國海洋. 2009.
[2]游濤. 波浪在斜坡上的傳播破碎及沿岸流研究[D]. 天津大學, 2004.
[3]安蒙華, 蔣勤, 張長寬. 波浪在斜坡堤上傳播的數(shù)值模擬[J]. 水運工程, 2014 (6):25-29.
[4]李勝忠. 基于FLUENT的二維數(shù)值波浪水槽研究[J]. 2013.
缺點：波浪的耗散很嚴重，試過降低粘性系數(shù)、改變模型和網(wǎng)格大小、更換邊界條件和湍流模型，最終還是沒有找到解決的好辦法。
ANSYS AQWA波浪力分析案例：絞吸挖泥船波浪力分析
6、多工況結(jié)果分析
計算過程中需考慮考慮波浪與船體夾角不同，波高不同及周期不同對結(jié)果的影響，因此設(shè)定不同的工況，分別計算對應工況下鋼樁樁底作用反力的極大值，并結(jié)合仿真分析結(jié)果對鋼樁的承受能力進行分析。
上述仿真結(jié)果可以看出，波浪與船體的夾角不同導致產(chǎn)生的鋼樁作用反力也不同。不同波高對應對的鋼樁受力也不同，波浪入射角度和周期相同的情況下，波高越大，鋼樁力越大；波浪入射角度和波高相同的情況下，鋼樁受力隨周期的增大而先增大后減小，在周期為10s左右時，鋼樁受力最大，可能是由于波浪周期為10時與船體的固有周期接近或者相等，發(fā)生共振引起的。
7、不同周期下的運動狀態(tài)
圖11 波高1m，周期5s
圖12 波高1m，周期10s
圖13 波高1m，周期18s
文章來源：濱海公司技術(shù)中心
展開 極端波浪放大及其對海上結(jié)構(gòu)的沖擊載荷
Rortveit
一、前言
本文研究了在陡峭和高波浪條件下，氣隙和甲板沖擊對柱基平臺的影響?；诰€性和二階衍射-輻射分析的數(shù)值模型通過模型試驗數(shù)據(jù)進行了驗證，涵蓋了固定結(jié)構(gòu)和浮動結(jié)構(gòu)的多種情況。通過系統(tǒng)性調(diào)整波浪陡度，發(fā)現(xiàn)了顯著的高階效應。波浪沖擊甲板載荷采用類似于Kaplan方法的簡單公式建模，但考慮了大體積船體的放大效應。預測的載荷時間序列與模型試驗數(shù)據(jù)吻合良好。引入了使用商用流體體積法（Volume-of-Fluid）工具進行的初步CFD研究，獲得了有前景的結(jié)果，同時提出了未來改進的挑戰(zhàn)。
二、極端波浪與大體積平臺的相互作用
本文研究的問題如圖1示意圖。一個大型且陡峭的波浪由于船體結(jié)構(gòu)的水下部分而被放大，可能會撞擊甲板的底部。此情境涵蓋了多種事件類型，從沿立柱的薄水流上升、到立柱周圍的局部波浪放大，再到因平臺放大而導致的大波浪撞擊甲板的沖擊。
圖1. 示意圖
通常自由水面高度的建模需考慮線性和非線性效應，并結(jié)合模型試驗修正。為了說明這些問題，圖2呈現(xiàn)了模型試驗的快照，顯示了船體后部立柱處的波浪放大情況。
圖2. 多柱模型在陡峭波浪中測試的視頻
圖3展示了一個來自模型試驗的波浪沖擊甲板的事件。上圖為未受干擾和放大的波浪，中圖為甲板上的水平和垂直總載荷，下圖為中心前部位置的局部甲板沖擊力測量值。
圖3. 甲板內(nèi)波浪記錄，GBS模型試驗示例。
三、線性和二階波浪放大效應的有效性
以下將系統(tǒng)地調(diào)查在各種柱基結(jié)構(gòu)案例中，線性和二階數(shù)值自由表面波浪建模的有效性。
案例研究
這里包括四個不同的案例：
a. 一個圓形固定垂直柱
b. 四個圓形固定垂直柱
c. 帶有沉箱的三柱固定重力結(jié)構(gòu)（GBS）
d.
展開 振蕩水柱波浪能發(fā)電技術(shù)研究進展
摘 要:振蕩水柱（OWC）波浪能轉(zhuǎn)換裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、工作性能可靠和裝置壽命長等優(yōu)點,是一種主流的波浪能發(fā)電裝置。通過對OWC技術(shù)的發(fā)展過程進行分析總結(jié),全面介紹各類OWC技術(shù)及其發(fā)展趨勢。根據(jù)氣室腔體的工作狀態(tài)不同,將OWC裝置分成固定型OWC和振蕩型OWC,其中固定型可細分成岸基固定型、近岸固定型和漂浮錨固型。根據(jù)OWC裝置工作原理的不同,分類探討了OWC技術(shù)相關(guān)的研究成果,并總結(jié)了OWC技術(shù)的發(fā)展趨勢。分析了OWC波浪能轉(zhuǎn)換裝置中三種不同空氣透平的優(yōu)缺點,并介紹了一種高效可靠的雙單向透平系統(tǒng)。最后提出三種提高OWC發(fā)電效率的建議,并展望了OWC技術(shù)的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞: 波浪能; 振蕩水柱; 空氣透平; 氣室腔體
0 引言
隨著石油危機的爆發(fā)和化石能源的不斷消耗, 人類對清潔可再生能源的需求迅速增長。地球表面70%以上的面積都是海洋[1], 海洋上的可再生能源種類眾多且儲量巨大, 其開發(fā)利用前景廣闊。
大多數(shù)波浪能發(fā)電裝置可根據(jù)其工作原理不同分成振蕩水柱式（oscillating water column, OWC）、越浪式和振蕩浮子式三種。其中OWC發(fā)展最早也較為成熟, 應用也相對廣泛。OWC技術(shù)以空氣為能量轉(zhuǎn)換的媒介, 利用氣室內(nèi)水柱來推動空氣往復流動, 從而推動空氣透平旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)動機發(fā)電。本文介紹OWC波浪能轉(zhuǎn)換裝置的基本原理和目前OWC發(fā)電裝置的分類, 并對OWC發(fā)電裝置中的空氣透平結(jié)構(gòu)分類進行概述, 最后對未來OWC波浪能發(fā)電裝置進行展望。
1 OWC波浪能轉(zhuǎn)換原理及分類
OWC波浪能轉(zhuǎn)換裝置屬于氣動式波浪能轉(zhuǎn)換裝置, 其工作原理是海水在氣室里上下往復運動來壓縮和膨脹氣室內(nèi)空氣使其與外部大氣產(chǎn)生壓力差, 從而迫使氣室內(nèi)的氣體通過與外界大氣相接管道流出或流入, 管道中空氣透平被空氣推動旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電。
展開 
解決射出過程中的波浪紋缺陷
總結(jié)
在實際生產(chǎn)中，為了避免波浪紋的出現(xiàn)，通常需要對射出工藝進行細致的調(diào)整，包括控制注射速度、壓力、溫度等參數(shù)，以及優(yōu)化模具設(shè)計和材料選擇。通過這些措施，可以提高塑件的表面質(zhì)量，減少或消除波浪紋的出現(xiàn)。
圖1：產(chǎn)品波浪紋(waviness)缺陷
圖2：剛性強弱、波浪紋發(fā)生可能性大致排序（以實際材料特性為準）
一種基于液-固界面摩擦納米發(fā)電機的高靈敏度波浪傳感器及其在智能海工裝備的應用
電極寬度為10 mm的波浪傳感器，靈敏度為23.5 mV/mm，意味著波浪傳感器可以感知毫米范圍內(nèi)的波高。此外，通過加寬電極和/或增強表面疏水性可以進一步提高靈敏度。在波浪水槽中，波浪傳感器成功地用于實時監(jiān)測模擬海上平臺周圍的波浪信息。因此，新型波浪傳感器有望用于智能海工裝備周圍的波浪信息監(jiān)測。
【圖文簡介】
圖1 高靈敏度波浪傳感器(WS-TENG)的設(shè)計示意圖
a) 用于監(jiān)測海工裝備周圍波浪的WS-TENG示意圖；
b) WS-TENG的設(shè)計示意圖，內(nèi)插是經(jīng)處理后具有微觀結(jié)構(gòu)的PTFE表面的SEM圖像以及原始PTFE和經(jīng)處理的PTFE的接觸角測量圖像。
圖2 WS-TENG的工作原理
a) 水與WS-TENG的PTFE表面形成的雙電層示意圖；
b) WS-TENG的工作原理和不同階段的電荷分布。
圖3 基底、波高和頻率對WS-TENG輸出電壓的影響
a) 兩種類型基底(即亞克力板和矩形亞克力管)的WS-TENG輸出特性實驗；
b) 附著在具有不同厚度亞克力板和亞克力管上的WS-TENG輸出電壓；
c) 在電極寬度為10 mm，H=10-80 mm和f=0.6 Hz條件下測量的WS-TENG的輸出電壓；
d) 電壓峰值與波浪高度(w= 5、10和20 mm)之間的關(guān)系；
e) 在電極寬度為10 mm，f=0.6-1.2 Hz的不同頻率條件下測量的輸出電壓；
f) H=10-80 mm下波浪頻率對電壓峰值的影響。
展開 波浪發(fā)電2 流體力學及仿真
波浪發(fā)電2
近年來，全球能源短缺，人們越發(fā)渴望從大海中汲取能量，波浪能就是其中一種。據(jù)科學家推算，地球上波浪蘊藏的電能高達90萬億千瓦時。目前，海上導航浮標和燈塔已經(jīng)用上了波浪發(fā)電機發(fā)出的電來照明。小編在這里給大家分享下澳大利亞波浪能的技術(shù)設(shè)備和項目。
經(jīng)過十多年的試驗與示范，澳大利亞的卡內(nèi)基海浪能源公司(Carnegie Wave Energy)目前正在小范圍內(nèi)試行一個供電項目，即將波浪能轉(zhuǎn)化的電力輸送給西澳洲地區(qū)的電網(wǎng)使用。
“這是將波浪能發(fā)電機并網(wǎng)連接到澳大利亞甚至全世界電網(wǎng)的第一步”，澳大利亞可再生能源機構(gòu)首席執(zhí)行官 Ivor Frischknecht 在一份聲明中如此說。該機構(gòu)為這項總耗資 3200 萬美元的項目提供了 1300 萬美元資金。
這種波浪能技術(shù)能夠把海洋涌動的海浪轉(zhuǎn)換為零污染的可再生能源和零污染的淡化水，卡內(nèi)基海浪能源公司以希臘海洋女神的名字將之命名為 CETO。公司表示，這套系統(tǒng)不同于其他波浪能裝置，因為安裝在海底，這樣可以遠離暴風雨帶來的損害，與此同時從岸上也是看不到的，減少了陸地景觀的破壞，也更加安全。
CETO技術(shù)原理
圓形的浮力促動器被安裝在海下 25 至 50 米的深度，同時被連接到海床上的渦輪泵組。當海浪拍擊到浮力促動器上時便啟動泵組，泵組將海水增壓并通過管線送到岸上的水力發(fā)電廠，這些被強力增壓的海水再驅(qū)動水輪機發(fā)電。
高壓水還可以用來支撐岸上逆滲透海水淡化廠的運轉(zhuǎn)，通過一系列滲透膜裝置逆滲透技術(shù)從海水中提取出純凈的飲用水。而以往傳統(tǒng)的海水淡化是使用電動泵，會產(chǎn)生溫室氣體。與傳統(tǒng)的海水淡化工廠相比較，該項目有望減少電力消耗高達90%。
CETO技術(shù)優(yōu)勢
卡內(nèi)基波浪能源公司稱，CETO技術(shù)具有以下優(yōu)點。
簡易性，僅需一個泵送系統(tǒng)，尺寸大小可控。
展開 ANSYS AQWA計算案例 | 海洋平臺波浪載荷的計算和傳遞
波浪載荷是半潛平臺所遭遇的環(huán)境載荷的主要部分，對船體的總強度校核起決定性的作用。因此在極限海況下對半潛平臺的波浪載荷特性進行分析以及對其運動響應進行預報是平臺設(shè)計的基礎(chǔ)，也是平臺設(shè)計的關(guān)鍵。各大船級社規(guī)范對此也有要求。
ANSYS系列產(chǎn)品主要專注于工程結(jié)構(gòu)的CAE仿真分析，通過仿真模擬來掌握海洋平臺等工程結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性。采用ANSYS仿真，可以在設(shè)計階段就把設(shè)計風險降低，并充分掌握海洋平臺在各種惡劣載荷條件下的響應和工作狀態(tài)。
2
分析方法
波浪運動是一個隨機過程，而通常結(jié)構(gòu)物強度計算校核需要得到確定的結(jié)果，所以需要采取一定的分析方法對波浪載荷進行處理。目前規(guī)范中的使用方法主要是設(shè)計波方法。設(shè)計波通常是簡化的規(guī)則波，可以采用水動力軟件直接計算波浪對平臺的載荷。
波浪載荷的傳遞，并不僅僅是載荷的施加，還需要考慮水動力結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格模型和強度校核模塊的網(wǎng)格模型的差異，包括單元類型的差異、單元位置和形狀的差異。在載荷傳遞的過程中，需要考慮網(wǎng)格的匹配。
3
波浪載荷計算與傳遞
一般來說，海洋平臺在海面上受到的與波浪相關(guān)的載荷包括靜水壓力、動水壓力和運動產(chǎn)生的慣性載荷。其中，靜水壓力可以在ANSYS Mechanical中直接施加，但是動水壓力和運動的慣性載荷需要采用水動力軟件計算。采用ANSYS AQWQ可以方便的計算出波浪的動水壓力以及海洋平臺運動產(chǎn)生的慣性載荷。
在ANSYS系列軟件中，要將AQWA計算的波浪載荷傳遞給Mechanical進行進一步的強度校核，可以采用兩種方法：
（1） 通過ANSYS AQWA-WAVE計算加載的APDL命令傳遞；
（2）通過中間格式文件采用OC系列命令傳遞。
文章來源：安世亞太
展開 Fluent VOF波浪造波問題（加凸臺）
本案例利用Fluent中的VOF模型，對帶結(jié)構(gòu)物的階梯水槽波浪問題進行了仿真計算。
該案例比較簡單，屬于Fluent VOF波浪造波問題的一個延伸，模擬近岸區(qū)域的橋墩受波浪運動時的受力仿真問題。
1 前處理設(shè)置
采用scdm軟件對幾何結(jié)構(gòu)進行劃分。
采用了Fluent meshing進行前處理，采用多面體的方法對體網(wǎng)格進行劃分。
2 計算設(shè)置
2.1 導入網(wǎng)格
通過Switch to Solution導入網(wǎng)格進行求解計算。
2.2 General設(shè)置
選擇瞬態(tài)計算，并設(shè)置重力加速度
2.3 材料定義
此處添加材料為water作為海水。
2.4 模型設(shè)置
采用 k-w SST 湍流模型，并開啟VOF多相流模型。VOF模型設(shè)置如下，開啟open channel flow和open channel wave bc模型。
2.5 邊界條件
簡單模擬造波問題，一端定義為速度進口，一端定義為壓力出口，其他部分皆為壁面。
首先設(shè)置速度進口的相關(guān)參數(shù)，勾選Open Channel Wave BC。
根據(jù)模型具體尺寸，選擇自由液面的高度與海底高度。并 設(shè)置波浪的參數(shù)，浪高、浪寬與波浪模型。
然后對出口條件進行設(shè)置，打開open channel，設(shè)置自由液面與海底高度。
2.6 初始化設(shè)置
進行初始化設(shè)置，選擇初始化的方法。
3 后處理設(shè)置
通過mesh與contours添加后處理云圖。
4 橋墩受力云圖
導入波浪仿真動畫。
波浪云圖
表面壓力云圖
展開 【CFD數(shù)值模擬算例】水面浮體（浮式風電塔）與波浪的流固耦合動力響應數(shù)值模擬
物理模型: 描述波浪、浮體和流體（水）之間的相互作用。這需要考慮流體力學、彈性力學和動力學。
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術(shù)，模擬實際海洋環(huán)境中的波浪。
調(diào)整波浪參數(shù)，如波高、波長、周期等，以匹配實際條件。
3、流固耦合分析
設(shè)置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動網(wǎng)格技術(shù)，以適應浮體的運動。
應用合適的數(shù)值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動力響應計算
求解浮體的運動方程，得到其位置、速度和加速度隨時間的變化。
分析浮體的動力響應，包括振幅、頻率和響應譜等。
5、結(jié)果可視化與驗證
使用可視化工具，展示浮體的運動軌跡、波浪形態(tài)和流體動力變化。
通過與實驗數(shù)據(jù)或其他可靠來源的對比，驗證模擬結(jié)果的準確性。
6、參數(shù)化與優(yōu)化
改變浮體的幾何參數(shù)、材料屬性或運行條件，觀察其對動力響應的影響。
基于數(shù)值模擬結(jié)果，提出浮式風電塔設(shè)計的優(yōu)化建議。
7、模擬報告與文檔
編寫詳細的模擬報告，記錄模型設(shè)置、方法、結(jié)果和結(jié)論。
整理相關(guān)的文檔和腳本，確保模擬過程可重復和可追溯。
通過這些步驟，可以對水面浮體（如浮式風電塔）與波浪的流固耦合動力響應進行詳細的數(shù)值模擬，以支持工程設(shè)計和決策。
文章內(nèi)容轉(zhuǎn)自：“云數(shù)仿真”公眾號
展開 沖壓件汽車覆蓋件表面產(chǎn)生波浪紋的原因
汽車覆蓋件在沖壓拉深過程中，就容易產(chǎn)生一些皺紋（也稱波紋或波浪）。那么是什么原因?qū)е逻@一質(zhì)量問題發(fā)生的呢？
起皺是沖壓拉深工藝中的嚴重問題之一，所謂起皺，是指在拉深過程中毛坯邊緣沿切向高低不平的皺紋。沖壓件在拉深過程中為什么會起皺簡單地說，這是由于切向應力過大而使凸緣部分失穩(wěn)造成的。若皺紋很小，在通過凸、凹模間隙時被烙平，皺紋嚴重時會因為皺紋在通過凸、凹模間隙時阻力過大使拉深件斷裂，即使皺紋通過了凸、凹模具間隙，也因為皺紋不能烙平而使沖壓件報廢
汽車覆蓋件上的波浪是極輕微的皺紋，主要產(chǎn)生于零件邊緣附近，如翼子板的輪罩上方、車門的翻邊線附近。產(chǎn)生這一問題的原因如下：金屬板料在拉深成形過程中，法蘭面部分在切向壓應力的作用下，因失穩(wěn)而發(fā)生起皺的板料，通過凸模與凹模之間的間隙而保留到?jīng)_壓件的表面，形成了表面波浪。另外，在翻邊過程中由于材料的彎曲變形，彎曲部分的外側(cè)受拉應力，內(nèi)側(cè)受壓應力，由于這些應力的力矩作用，在卸載后產(chǎn)生的輕微翹曲變形也反映為表面波浪。
沖壓拉深件波浪紋的產(chǎn)生受產(chǎn)品形狀、材料性能、模具結(jié)構(gòu)等因素的影響。特別是拉延時壓邊圈設(shè)計和模具間隙不合理等因素會直接導致波浪的產(chǎn)生。
展開 
海岸波浪的SPH模擬
用SPH模擬了海岸波浪的產(chǎn)生和運動，初始的波浪在海水推動下向海岸運動，表面類似波浪線。隨著后續(xù)波浪數(shù)量增加，前期的波浪開始回流，在海岸附近產(chǎn)生疊加的效果，讓人想起沖浪運動員在浪頭下沖浪的刺激畫面。
關(guān)于波浪補償?shù)鯔C
波浪補償技術(shù)及其在起重機設(shè)計中的應用
船舶在深海作業(yè)時，由于受到風浪等復雜海況的影響，船體本身會出現(xiàn)上下起伏的升沉運動，而船舶配套的深海作業(yè)起重絞車所吊放的貨物也會隨之產(chǎn)生相應的運動，極易發(fā)生碰撞或崩脫，增加海上作業(yè)困難，影響水下的安裝作業(yè)。嚴重時甚至毀壞貨物和造成人員傷亡，導致巨大損失。具備波浪補償功能的起重裝備可以很好地解決這類問題，提高海上作業(yè)的安全性、高效性和可靠性?？蓮V泛應用于深水海上補給、海洋鉆井、有纜海底機器人安裝作業(yè)、深海探測等。主動波浪補償?shù)鯔C，采用主動波浪補償系統(tǒng)，可對一定重量的負載在深水區(qū)域作業(yè)時進行精準的位置控制，能夠滿足吊機對于惡劣海況下作業(yè)的高精度需求。其中，主動波浪補償系統(tǒng)通過恒張力控制回路和位移控制回路使貨物在吊放作業(yè)過程中能夠保持相對穩(wěn)定，從而使海上吊放作業(yè)安全可靠。
展開 植被對波浪作用下床面切應力影響的數(shù)值模擬分析
植被對波浪作用下床面切應力影響的數(shù)值模擬分析
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摘要
本文基于OpenFOAM建立三維波浪數(shù)值水槽，模擬計算植被水域波浪作用下的床面切應力，分析了入射波高、植被密度、植被淹沒高度、水流對植被水域波浪作用下床面切應力的影響。結(jié)果表明：純波時，由于植被的阻水作用，植被水域床面切應力沿程衰減，其衰減程度與入射波高、植被密度及植被淹沒高度呈現(xiàn)正相關(guān)；與純波時相比，在波浪和同向流共同作用下正向床面切應力幅值增大，負向床面切應力幅值減??；弱水流對植被水域床面切應力的大小及分布無明顯影響；強水流時，床面切應力在植被水域先增大后逐漸減小并在植被水域后顯著降低。
展開 丹麥波浪住宅!!
波浪住宅是丹麥瓦埃勒市一個新的雕塑式標志住宅項目。建筑有著絕佳的位置，迎著海風，俯瞰整個海灣。
▼五個連續(xù)的波浪形塔樓沿著瓦埃勒峽灣的水面一字排開。
?Jacob Due
在全球金融危機打斷的11年建設(shè)期之后，Henning Larsen在丹麥Vejle的The Wave公寓樓終于完工。The Wave公寓始塔樓沿著瓦埃勒峽灣的水面一字排開，建筑面積14,000平方米，共包含100套公寓套間。
▼開放的公共碼頭空間打造成了一個社交和住區(qū)中心。
?Jacob Due
▼公寓為住戶提供了一個愜意的濱水生活區(qū)。
?Jacob Due
The Wave公寓樓五個標志性峰頂位于Vejle峽灣之上，The Wave代表著對當?shù)刈匀坏乩憝h(huán)境的致敬。瓦埃勒的周邊是連綿起伏的丘陵地帶，這在丹麥是十分罕見的，The Wave公寓不僅為瓦埃勒的城市天際線增添了新元素，更反映了周邊地區(qū)的地形特點。該項目的設(shè)計將當代設(shè)計手法和強烈的當?shù)卦赝昝赖厝诤显诹艘黄稹?▼開放的公共碼頭空間充當社交和住區(qū)中心。
?Jacob Due
▼起伏的公寓造型為城市留出景觀視野
?Jacob Due
▼建筑波浪形體現(xiàn)了周邊地區(qū)連綿起伏的丘陵 。
?Jacob Due
▼公寓陽臺朝向水面，為住戶提供絕佳的水景。
?Jacob Due
白天，白色的波浪形狀投影到海面。夜晚，特色鮮明的建筑體量就像通明的多彩的山峰。建筑里的140套躍層復式公寓，均具有優(yōu)美的景觀。波浪的形式來源于所處環(huán)境：海灣、大橋、城鎮(zhèn)和周圍的地形。清晰和易于分辨的建筑造型將住宅區(qū)和大海、景觀與城鎮(zhèn)連接在一起。
▼The Wave公寓的第五座，也是最后一座塔樓已于2018年11月完工。
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