MATLAB在实验室波高采集中的应用

2014-09-02吴月勇俞博威曹煜

科技视界 2014年22期

关键词：波高

吴月勇　俞博威　曹煜

【摘要】上跨零点法是实验室用来统计不规则波高的主要方法，然而其繁杂的数据往往给统计带来困难且易出错。把MATLAB程序应用到波高统计中，不仅十分快捷且准确性较高。

【关键词】MATLAB；不规则波；波高；上跨零点法

海岸动力学中常常要在实验室水箱中通过造波机制造出波浪，主要对不规则波高的统计，但是通过造波机造出的波浪往往周期很短，往往最后的资料里有着较多数目的波高，给最后的统计造成困难。而MATLAB具有高效的数值计算能力和图形处理功能。通过MATLAB软件的编程将其运用到波浪采集中，可以大大减轻实验者的负担，能够快速的处理数据。

0 概述

在采集波高时常常用到上跨零点法，所谓上跨零点法就是以平均水位为零线，把波面上升与零线相交的点作为起点。波形不规则地振动降到零线以下，接着又上升再次与零线相交，这一点作为该波的终点（也是下一个波的起点）。如横坐标是时间，则两个连续上跨零点间的间距就是波的周期；若横坐标是距离，则此间距是这个波的波长。把这两点间的波峰最高点到波谷最低点的垂直距离定义为波高。对于中间可能存在的小波动，只要不与零线相交就不予考虑。

在实际试验中，由于各种误差以及波浪的非线性性，得到的数据是十分繁杂的尤其是不规则波，几乎没有规律可言，若不用程序处理这几乎是不可能完成的。

1 MATLAB的应用实例

用MATLAB来统计有效波高，程序精髓为上跨零点法，即data（n）*data（n+1）<0.波峰减波谷即为波高，将采集到的所有波高进行排序，取前1/3大波进行算术平均，得到不规则波的有效波高。

1.1 不规则波程序

3 结果分析

在未用MATLAB程序编写前，我们大多只能手工画图，或者用excel画图。前者一来数据太多难以绘图，二来画图费时长。后者虽然具有一定的准确性，但是应用不够方便，难以推广。现在可以在电脑里内置一个MATLAB求波高程序，这样在采集到数据时直接将数据运行到程序上，直接得出结果，这样既省时又省力，可以大大减轻实验者负担。

4 结语

本文主要把MATLAB运用到运用到实验室波高采集中，用来处理繁杂的波浪数据。既方便又简单。同时可以应用到解决水位、点脉动压力、面脉动压力、拉力、三维总力、二维流速、护舷、位移、温度、应变以及模拟电压等试验中。

【参考文献】

[1]邹志利.海岸动力学[M].4版.北京：人民交通出版社，2009，12.