(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210944166.3 (22)申请日 2022.08.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115014708 A (43)申请公布日 2022.09.06 (73)专利权人 交通运输部天津水运工程科 学研 究所 地址 300000 天津市滨 海新区塘沽区新港 二号路37号 (72)发明人 阳志文　欧阳群安 　崔永刚　 侯志强　严冰　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 专利代理师 高雪莲(51)Int.Cl. G01M 10/00(2006.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (56)对比文件 CN 10910 0113 A,2018.12.28 CN 211317696 U,2020.08.21 审查员 盛伟楠 (54)发明名称 高次曲线型波浪试验尾端消波装置及其截 面参数设计方法 (57)摘要 本发明涉及海洋工程装 备试验技术领域， 尤 其涉及一种高次曲线型波浪试验尾端消波装置 及其截面参数设计方法， 包括消波面层、 主体框 架与水槽， 主体框架设置在水槽的一侧， 主体框 架与水槽之间相互 固定连接， 在消波面层和主体 框架之间填充有吸波材料； 消波面层用于直接承 受波浪的拍击， 消波面层包括有面层框架与多条 消波辐条， 面层框架与主体框架之间相互 固定连 接， 面层框架与消波辐条长度方向相垂直方向的 截面线形为高次曲线形状。 本发 明提供的消波装 置截面形状参数设计方法原理清晰、 算法简便、 运算效率高， 不仅适用于实验室波浪试验消波装 置的设计， 还可用于真实的沿海护岸、 防波堤截 面的设计， 具有十分广阔的应用前 景。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 115014708 B 2022.11.29 CN 115014708 B 1.高次曲线型波浪试验尾端消波装置的截面参数设计方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： 步骤S1:确定水槽波浪试验的基本参数， 包括设计波浪周期 T、 设计波高 H、 设计水深h与 造波平台 高度H0， 根据波浪模拟的需求， 设计水深须 大于或等于 造波平台 高度， 即h≥H0； 步骤S2:设计消波装置的距底高度H1， 根据深水波浪的速度分布特征， 消波装置的距底 高度需小于 造波平台的高度， 即H1≤H0； 步骤S3:设计消波装置断面外形参数， 包括消波装置断面的最大宽度 B和最大高度 Ha； 步骤S4:建立消波面层 （1） 截面线形曲线坐标系， 设消波面层 （1） 截面线形曲线满足N次 曲线方程： ， 式中n = 0, 1,  2,…, N, （N≥2） ， Kn 为曲线方程的待定系数； 步骤S5:计算高次曲线的待定系数， 在消波装置的底端， 曲线过原点(0,  0)， 并设定该 处 的 消 波 面 层（1）的 曲 线 倾 斜 角 度 为 φ ，  φ 为 6 0 °~9 0°，其 方 程 为 ； 在消波装置的顶部， 曲线过消波装置的最高点( Ha，B)， 并设 定 该 处 的 消 波 面 层（1）的 曲 线 倾 斜 角 度 为  β， β为 0 °~1 0°，其 方 程 为 ； 步骤S6:设计消波辐条 （12） 的安装倾 斜角θ、 宽度b以及安装间距 D； 所述消波辐条 （12） 的安装倾斜角 θ大于1.5~2.0倍的消波装置总体坡度， 且消波辐条 （12） 的安装倾 斜角θ≤45°， 即： ； 所述消波辐条 （12） 的宽度 b在消波装置斜坡垂面上的投影高度等于 s倍的波浪边界层 厚度， 即消波辐条 （12） 的宽度 b可根据下式计算： ， 式中KN为消波装置斜坡的糙率 系数，m、p和s均为经验系数； 所述消波辐条 （12） 在消波装置斜坡上的投影面积与消波装置斜坡总面积之比为20%~权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115014708 B 240%， 因此有： 。 2.根据权利要求1所述高次曲线型波浪试验尾端消波装置的截面参数设计方法， 其特 征在于： 所述步骤S3中最大宽度 B需充分考虑试验水槽 （4） 中波浪的波长， 最大宽度 B按以下 原则确定： ， 其中L0为根据设计波浪周期 T和设计水深 h计算的深水波长 。 3.根据权利要求1所述高次曲线型波浪试验尾端消波装置的截面参数设计方法， 其特 征在于： 所述步骤S3中消波装置断面的最大高度 Ha按下式计算： Ha=h‑H1 +R， 其中R为波浪的 最大爬高， 采用的波浪爬高计算公式为： 。 4.根据权利要求1所述高次曲线型波浪试验尾端消波装置的截面参数设计方法， 其特 征在于： 所述步骤S 5中波浪在水面线与消波装置交点处的爬坡斜率须等于消波装置的总体 斜率， 其方程 为： 。 5.一种实现权利要求1~4任一项所述方法的高次曲线型波浪试验尾端消波装置， 其特 征在于， 包括消 波面层 （1） 、 主体框架 （3） 与水槽 （4） ， 所述主体框架 （3） 设置在水槽 （4） 的一 侧， 所述主体框架 （3） 与水槽 （4） 之间相互固定连接， 在所述消波面层 （1） 和主体框架 （3） 之 间填充有吸波材 料 （2） ； 所述消波面层 （1） 用于直接承受波浪的拍击， 消波面层 （1） 包括有面层框架 （11） 与多条 消波辐条 （12） ， 所述面层框架 （11） 与所述主体框架 （3） 之间相互固定连接， 面层框架 （11） 与 消波辐条 （12） 长度方向相垂直方向的截面线形为高次曲线形状； 所述消波辐条 （12） 之间相互平行排布， 多条消波辐条 （12） 均固定连接在面层框架 （11） 上， 消波辐条 （12） 的长度方向与所述水槽 （4） 的长度方向垂直， 相邻两根消波辐条 （12） 之间 留有固定间距， 消波辐条 （12） 与面层框架 （1 1） 之间呈安装倾 斜角θ。 6.根据权利要求5所述的高次曲线型波浪试验尾端消波装置， 其特征在于： 所述主体框 架 （3） 的形状为L型结构， 主体框架 （3） 的一侧与所述水槽 （4） 的立面相互平行设置， 主体框 架 （3） 的底部与所述水槽 （4） 底部相互平行设置 。 7.根据权利要求5所述的高次曲线型波浪试验尾端消波装置， 其特征在于： 所述主体框 架 （3） 的底部固定连接有多条支撑立柱 （5） ， 所述主体框架 （3） 通过支撑立柱 （5） 固定连接在 所述水槽 （4） 的上端， 所述 吸波材料 （2） 采用多层钢丝网、 絮状高分子复合材料或球状聚乙 烯填充材 料中的任意 一种。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115014708 B 3