[其他]波濤衰減裝置

無效

• 申請號: 86100335
• 申請日: 1986-01-21
• 公開（公告）號: CN86100335A
• 公開（公告）日: 1986-08-06
• 發明（設計）人: 里尼·伯奇特;簡·邁克爾·曼佐尼;埃里克·蘭戴爾;彼里·古維爾
• 申請（專利權）人: 研究開發公司
• 主分類號: E02B3/04
• 分類號: E02B3/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳申賢

眾所周知，在海洋工業上的眾多流動部門，如果具有一種浪濤衰減裝置，它造價相當便宜，很少需要維修，能抵抗惡劣的氣候條件，不妨礙低噸位航運設備的航行，并且不影響現場的美觀效果，則將能獲得極大的效益。

在所有可能的此類裝置的申請中，可能會大致提到以下的例子：

-減少對港口和天然掩體的濺射

-保護具有疲勞跡象的堤防

-保護近海設備（各類海上鉆井平臺浸沒的貯存箱，等）

-改善海上操作的安全性（拖運設備，裝配預制件，回收油膜等）及盡其所能，

-從波浪中回收能量。

目前提出大量的能產生此類效應的系統。有關這一主題的詳盡統計，可見1971年5月出版的美國海軍部的報告R727。

然而，迄今為止所提出的各種裝置，所采用的部件一般都包含有衰減作用原自粘性的部件。但由于浪濤是一種周期性的波動現象，我們將能看到，若采用根據對這些波動現象的傳統的數字計算而得到的裝置，以產生衰減作用，將更有希望。而現在并不是這種情況，本發明的目的，正是要設計一種全新的系統，它基于所發現的定名為“水的波動墻”現象，又通過對這一波動現象的理論計算，使用該設施，達到實際所需要的結果，而該設施，小巧，便宜，緊湊。

為了幫助理解本發明，首先來解釋本發明依據的理論基礎。

水的波動墻現象的描述

根據設備所處位置水的深度，將考慮二種情況：

第一種情況：水的深度與入射浪濤的波長相比較淺

對這種情況，我們假定，一平行六面體箱體，其長度L，高度h，放在海底，恰好與入射的浪濤φ_I垂直;間隔的波的系列包括入射浪濤φ_I，反射波φ_R及被所說的箱體折射的波φ_D。這可由附圖中的圖1說明。

現在我們假定，任意的機械裝置，例如一個液壓作動器（1）牽引所說的箱體，使其呈往復水平移動，對上述的波系列，符合方程X（t）＝Ae^iwt，然后二個輻射波φ_r和φ_r′系列，將產生疊加，波及到箱體的各個側面。這可由附圖中的圖2說明。

現在非常清楚，如果正確調節作動器（1）的移動波輻A，便總是有可能使φ_R具有與φ_D相同的波輻，調節作動器往復移動的相位，又總是有可能使φ_r的相位與φ_D相反，在φ_r和φ_D兩波相互抵消之際，便得到了一種理想的浪濤衰減器。

如果我們從數學角度寫起，固體在慣性力，水壓力和聯合效應作用下的運動，符合牛頓方程。可以看到，當作動器（1）用一簡易彈簧（剛度K）代替時，總是會出現至少一個波動周期，在該周期內，裝置保持理想的衰減特性。在這種情況下，就能在tK之前看到一純粹的濺射現象。這可由圖3說明。

此外，我們還可找出一個箱體的質量M值，使K系數變為零。這時，即能通過箱體得到一個理想的浪濤衰減器，而并不需要以任何方式驅動這一箱體。

最后，對于箱體，若其高度h固定，則有一長度L，使箱體的質量M等于被它排開同體積水的質量。這時，箱體只是相當于一個充滿水的殼體，它只受到垂直作用的力。在這種情況下，不存在去掉箱體側壁的缺點，這樣，我們便用一薄薄的水平板θ代替箱體，得到了一理想的浪濤衰減器。水平板具有微小的上浮力，用繃緊的纜索2，2′固定。

換句話說，在理論上，有可能設想一種“理想的”浪濤衰減器，它僅僅通過一定尺寸的單塊板，浸沒在合適的深度，限制在該板下面的水層，按所需的波輻和相位水平波動，即可完全消除入射浪濤，得到理想的衰減。這就是所說的水的波動墻現象。可由圖4說明。

事實上，顯然是由于實際過程中所包括的參數的數目和大小，人們只能尋求得到最大的衰減效率，即最佳效率。在特定的條件下，這一效率可根據公式

R＝1- (輸送的能量)/(入射的能量) 得到。

這樣，如對一塊長度L＝12米，厚度e＝0.24米，浸沒在11米深的水中的離水面1.5米處的板，我們便能從附圖5看到其百分效率R，隨入射浪濤的周期而變化的情況。該圖表明，在這第一種情況下，效率在極寬的頻率范圍內都非常高。

第二種情況：水的深度與入射浪濤的波長相比較深

為了得到一實際的工藝形狀，在這種情況下，“水墻”現象將用一模擬的箱體產生。箱體在上頂板P₁和下底板P₃之間的距離為高度h。由圖6說明。