[发明专利]基于波形叠加原理的非线性波浪的反射波分离方法

权利要求书

1.一种基于波形叠加原理的非线性波浪的反射波分离方法，其特征在于：包括以下步骤，

一、在实验室的波浪水槽中将实验设备按照造波设备(1)、浪高仪(2)、反射模型(3)的顺序安置好，并将浪高仪(2)与数据处理器(5)连接起来，分别进行无反射模型(3)和有反射模型(3)时的两组造波参数相同的造波试验；

二、利用单支固定的浪高仪(2)对步骤一中两组造波试验的波形数据进行测量，得到无反射模型(3)时的波形数据以及有反射模型(3)时的波形数据；

三、在步骤二的有反射模型(3)的波形中确定入射波形及反射波形出现的时间段；

四、应用波形线性叠加原理对步骤二中的有反射模型(3)时的波形进行反射波的分离；

五、在步骤四所得的波形中确定反射波形的参数；

所述步骤二中的有反射模型(3)时，浪高仪(2)所得测量的波形是由入射波形和入射波与反射波叠加的合成波形两段组成，可以表述如下：

而合成波形是入射波形与反射波形的叠加，可以表示为：

将(2)式代入(1)式，整理出反射波形表达式：

其中，代表t₀～t_e时间段的单支浪高仪(2)测量的有反射模型(3)时的波形，代表t₀～t₁时间段的入射波形，代表t₁～t_e时间段的合成波形，代表t₁～t_e时间段合成波中的入射波形，代表t₁～t_e时间段合成波中的反射波形；

由于波浪水槽(4)造波的稳定性较好，因此有反射模型(3)时的t₀～t_e时间段的入射波形可以写为：

将(4)式代入(3)式，整理出的反射波形表达式为：

此式在步骤四中用于分离反射波形

无反射模型(3)时的波形整个时段是入射波形，即：

其中，代表t₀～t_e时间段的单支浪高仪(2)测量的无反射模型(3)时的波形，代表无反射模型(3)时t₀～t_e时间段的入射波形。

2.根据权利要求1所述的基于波形叠加原理的非线性波浪的反射波分离方法，其特征在于：在步骤一中所述的“实验设备”包括：造波设备(1)、浪高仪(2)、反射模型(3)、波浪水槽(4)和数据处理器(5)；造波设备(1)由伺服电机控制，用于产生所需波浪，其造波稳定性和重复性误差均在5％以内；浪高仪(2)用于采集波浪数据，并将数据传递给数据处理器(5)得到波形图，浪高仪(2)的测量误差在0.5％以内；反射模型(3)为竖直穿透水面的单块平板，垂直于入射波方向安装，用于反射波浪，得到合成波。

3.根据权利要求1或2所述的基于波形叠加原理的非线性波浪的反射波分离方法，其特征在于：步骤三中入射波出现的时间段为步骤二中有反射模型(3)时的波形与无反射模型(3)时的波形重合部分的时间段：t₀～t₁时间段，紧接着的时间段即为入射波与反射波叠加的时间段，不过，这一叠加波的时间段是有限的，取为t₁～t_e时间段，因为后续可能会产生多次的反射。