利用有序的交錯(cuò)波浪發(fā)生器產(chǎn)生適于沖浪的漸進(jìn)性波浪的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于波浪池的方法和設(shè)備，該波浪池具有深端和淺端，其中提供用于在池中產(chǎn)生波浪段的多個(gè)波浪發(fā)生器。該波浪發(fā)生器優(yōu)選基本沿著深端以基本交錯(cuò)的方式相對(duì)波浪段的行進(jìn)方向延伸。優(yōu)選在每個(gè)波浪發(fā)生器的前面提供一對(duì)分界壁，其中分界壁基本沿波浪行進(jìn)的方向并且基本相互平行地或者以相對(duì)彼此不大于大約20至30度的減弱角向前延伸。波浪發(fā)生器優(yōu)選從池一側(cè)到另一側(cè)順序地操作，使得以預(yù)先選定的時(shí)間間隔產(chǎn)生多個(gè)波浪段，并且使得多個(gè)波浪段可以向前行進(jìn)，并且之后，由于波浪發(fā)生器的交錯(cuò)、匯合在一起以形成基本一致的合成的周期性波浪。該合成的波浪形成并向前行進(jìn)，并且之后沿優(yōu)選包括散開線的淺端散開。
【專利說明】利用有序的交錯(cuò)波浪發(fā)生器產(chǎn)生適于沖浪的漸進(jìn)性波浪的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及波浪池領(lǐng)域，并且更具體地涉及包括使用多個(gè)交錯(cuò)的有序波浪發(fā)生器的波浪池，所述波浪發(fā)生器具有分界壁延長(zhǎng)部分，用于增強(qiáng)使波浪段能夠形成并且融合在一起以形成單個(gè)的漸進(jìn)性波浪的性能，單個(gè)的漸進(jìn)性波浪沿著傾斜成角度的有斜坡的海岸線散開。
【背景技術(shù)】
[0002]沖浪技術(shù)需要天賦、實(shí)踐和技巧的結(jié)合。它要求對(duì)沖浪者的平衡進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)，以保持滑過水面的大的縱向取向的沖浪板以剛好合適的速度和角度繼續(xù)向前行進(jìn)，使得波浪能夠向前推動(dòng)沖浪板和沖浪者，而同時(shí)，沖浪者能夠傾斜并進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便在剛好合適的瞬間并用剛好合適的方向性的腳壓力和身體扭動(dòng)(English)開創(chuàng)一條路徑。要將沖浪板及其使用者保持在持續(xù)改變的平衡狀態(tài)，細(xì)致的平衡動(dòng)作是最基本的，其要求持續(xù)地了解身體相對(duì)于沖浪板的位置以及沖浪板相對(duì)于水的位置，其中沖浪板及沖浪者在各種控制的方向上一起同步，而同時(shí)通過利用重力和運(yùn)動(dòng)的波浪的傾斜表面形成有利的動(dòng)作。
[0003]由于需要使這些運(yùn)動(dòng)同步并且不斷地進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此沖浪板在其上行進(jìn)的波浪具有足夠的尺寸、形狀和品質(zhì)以使沖浪者能夠產(chǎn)生速度以及被提供具有斜坡、過渡、切面和空心管道(其在保持沖浪者平衡的同時(shí)允許沖浪者做各種特技和動(dòng)作)也是很重要的。首先，沖浪板相對(duì)其行進(jìn)、穿過和動(dòng)作的(波浪)表面結(jié)構(gòu)必須足夠平滑，并且無湍流和表面不連續(xù)性，以使沖浪板能夠成功滑過并穿過波浪，以及允許沖浪者做希望的動(dòng)作和特技。如果波浪的結(jié)構(gòu)中存在任何不規(guī)則性，例如頂峰、角度、波紋、旋潤(rùn)、碎浪等，那么在這種波浪上動(dòng)作和保持平衡將是更困難的。例如，基于標(biāo)準(zhǔn)沖浪板的尺寸(包括其整個(gè)寬度、長(zhǎng)度和厚度)，波浪的平滑部分充分地足夠大、足夠?qū)捠沟脹_浪板能夠完全被波浪結(jié)構(gòu)支撐是關(guān)鍵性的，其中，當(dāng)沖浪板滑過波浪表面并越過波浪表面動(dòng)作時(shí)，沖浪者可進(jìn)行必要的調(diào)整和偏移使他或她能夠在沖浪板上保持平衡。例如，如果表面上有太多的湍流，或者如果波浪的平滑部分不夠大或不夠?qū)?，則沖浪板會(huì)失去其滑行能力或被被轉(zhuǎn)向，這可能使沖浪者或者完全失去對(duì)波浪的控制，或者不得不進(jìn)行快速的補(bǔ)充調(diào)節(jié)和修正，這將增加他或她進(jìn)行錯(cuò)誤的身體姿勢(shì)變化而翻倒的可能性。
[0004]由于標(biāo)準(zhǔn)沖浪板的尺寸通常大約是18至21英寸(40至55厘米)寬、大約2至3英寸(5至7厘米)厚、大約70至120英寸(2至3米)長(zhǎng)，并且沖浪板可具有便于切開的錐形或弧線形的形狀，因此希望波浪的平滑部分足夠大以完全支撐沖浪板及其變化的運(yùn)動(dòng)，這使沖浪者能夠在波浪上適當(dāng)?shù)貏?dòng)作。例如，如果在波浪上形成有每個(gè)間隔開12至24英寸(30至60厘米)的大的波紋、隆起或碎浪，那么，當(dāng)沖浪板遇到這種隆起等時(shí)，沖浪者將不得不采取非常保守的(最小動(dòng)作)膝蓋彎曲的沖浪姿態(tài)(其用作緩沖器)，并利用非常小的快速調(diào)節(jié)保持沖浪板不受影響，其中當(dāng)沖浪者向前行進(jìn)并滑過波浪表面時(shí)，繼續(xù)停留在路徑上并且避免翻倒成了生存問題。的確，在低品質(zhì)波浪上沖浪的顯著缺點(diǎn)之一是沖浪板本身被不期望地轉(zhuǎn)向，例如，當(dāng)沖浪板的尖端進(jìn)入碎浪中時(shí)，在這種情況下，沖浪板的前端會(huì)沖進(jìn)水中(這在沖浪行話中叫做“采珠(pearling)”)，并且在大多數(shù)情況下會(huì)導(dǎo)致翻倒。
[0005]過去，由于世界上只有很少的地方有自然規(guī)律下形成的高品質(zhì)的可沖浪波浪，因此沖浪者需要行進(jìn)很遠(yuǎn)的距離才能到達(dá)并且趕上大浪。但是，倘若很多沖浪者缺少可利用的時(shí)間和資源進(jìn)行這種旅行，那么更多的關(guān)注點(diǎn)就放在了例如在大波浪池中形成人造的可沖浪的波浪上，在這種波浪池中沖浪者在幾乎任何時(shí)候都能進(jìn)行沖浪。
[0006]波浪池是人造的水體，其中，波浪模擬海洋中的波浪而形成。波浪池通常具有位于一端的波浪生成機(jī)和位于另一端的人工傾斜“海灘”，其中，波浪生成機(jī)在水中形成湍流，其產(chǎn)生從一端行進(jìn)到另一端的周期性的波浪?？拷┑牟ɡ顺氐牡酌鎯?yōu)選向上傾斜，使得當(dāng)波浪接近岸邊時(shí)，該底面使波浪改變形狀并且在該海灘上“散開”。
[0007]傳統(tǒng)波浪池的缺點(diǎn)之一是它占據(jù)大量的土地，因此建造相對(duì)昂貴。而且，為了產(chǎn)生大的可沖浪的波浪，不僅波浪池本身必須比較大，而且波浪發(fā)生器也必須比較大并且需要較大的功率推動(dòng)更多的水來產(chǎn)生期望的波浪。一些已經(jīng)建成的波浪池具有沿著深端并排設(shè)置的多個(gè)波浪發(fā)生器和在淺端的傾斜海灘。波浪發(fā)生器能夠被同時(shí)起動(dòng)以產(chǎn)生從深端向淺端行進(jìn)的單個(gè)的周期性波浪。通常，在這種情況下，每個(gè)波浪發(fā)生器能夠被同時(shí)起動(dòng)以產(chǎn)生單個(gè)的周期性波浪，其前進(jìn)穿過池的長(zhǎng)度并且然后散開。
[0008]在Cohen的美國(guó)專利號(hào)5，342，145中，顯示了具有成角度的暗礁用于聲稱產(chǎn)生卷躍(plunging)型波浪的波浪生成設(shè)施，其中多個(gè)波浪發(fā)生器沿著暗礁的離岸側(cè)以傾斜角度提供用以產(chǎn)生多個(gè)有序波浪，其中單個(gè)波浪被形成，其沿著暗礁橫向剝離。在Cohen中，波浪發(fā)生器以相對(duì)于波浪的前端或頂峰(crest)的傾斜角定位，并且同樣，暗礁沿著相同的傾斜角延伸，從而當(dāng)波浪前進(jìn)時(shí)，它們將穿過暗礁橫向剝離(peel)并散開。
[0009]在Leigh的美國(guó)專利號(hào)3，350，724中，示出一種用于在水體中產(chǎn)生人工波浪的方法和設(shè)備，其中示出用于產(chǎn)生單獨(dú)波浪的多個(gè)波浪發(fā)生器。根據(jù)Leigh的美國(guó)專利，每個(gè)波浪發(fā)生器被提供一對(duì)向前延伸的成角度的壁，其中當(dāng)波浪向前運(yùn)動(dòng)時(shí)這種布置能夠使波浪段伸長(zhǎng)。通過在每個(gè)波浪發(fā)生器的前面基本上使壁成角度，當(dāng)波浪向前運(yùn)動(dòng)時(shí)允許波浪段展開，根據(jù)Leigh的美國(guó)專利，這允許使用較少的且較短的波浪發(fā)生器產(chǎn)生較長(zhǎng)周期的波浪。根據(jù)附圖，這通過使壁成角度來實(shí)現(xiàn)的，其中壁相對(duì)于彼此看起來成大約60至70度角。
[0010]但是，Leigh的美國(guó)專利的一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)是當(dāng)波浪段壁隨壁的角度而延長(zhǎng)，其中該波浪段將徑向向外作弧線運(yùn)動(dòng)并且最終當(dāng)它們匯合時(shí)將相互干擾并相互碰撞，而不是平穩(wěn)地融合形成均勻的周期性波浪。這是因?yàn)楫?dāng)這些波浪段延長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生橫向下行(down-line)速度矢量，這使得波浪段以很大的力相互碰撞。根據(jù)能量守恒原理，當(dāng)波浪向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，波浪段的延長(zhǎng)還將使波浪的高度/幅度下降。而且，由波浪段相互碰撞引起的額外的湍流和擾動(dòng)將使波浪改變能量的方向，因而進(jìn)一步促使波浪尺寸減小，其中需要附加的能量來形成相同尺寸的波浪。
[0011]基于上述原因，需要設(shè)計(jì)并建造一種波浪池，其利用多個(gè)沿深(水)端并排設(shè)置的波浪發(fā)生器產(chǎn)生向前行進(jìn)并融合在一起形成單個(gè)、合成的周期性波浪的波浪段，其中這種池設(shè)計(jì)成功地允許波浪段融合在一起以形成高品質(zhì)的可沖浪的漸進(jìn)式波浪，而不沿著匯合區(qū)形成過多的湍流和擾動(dòng)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明對(duì)包括多個(gè)并排定位的波浪發(fā)生器的上述波浪池提出一種改進(jìn)，其中通過使多個(gè)波浪段融合在一起所形成的合成的波浪是高品質(zhì)的可沖浪波浪，其沒有由于改進(jìn)波浪生成和定位引起的表面不穩(wěn)定性。本發(fā)明的波浪池具有相對(duì)深的一端和相對(duì)淺的一端，其中波浪發(fā)生器沿著深端設(shè)置，而海岸線沿著淺端設(shè)置，其中有斜坡的變淺的底面在其之間延伸。但是，與過去的波浪池不一樣，在本發(fā)明中，波浪發(fā)生器優(yōu)選以相對(duì)于合成的波浪的橫向下行方向的傾斜角取向并且交錯(cuò)排列，使得當(dāng)波浪發(fā)生器一個(gè)接著一個(gè)順序運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的波浪段融合在一起以形成適合于沖浪的平滑形狀的合成的漸進(jìn)性波浪，其以減少的湍流和能量損失以及最小的尺寸(高度/幅度)減小等行進(jìn)穿過波浪池變淺區(qū)并且沿散開線散開。
[0013]盡管不同的結(jié)構(gòu)是可能的，但是在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的波浪池優(yōu)選設(shè)計(jì)成具有平行四邊形的形狀(從上面看)，其中波浪發(fā)生器沿著深端延伸，并且傾斜的變淺的底面向上延伸到淺端，即散開線所在的位置，其中波浪發(fā)生器行和散開線基本相互平行地延伸。同時(shí)，在該實(shí)施例中，波浪發(fā)生器行和散開線都定位為相對(duì)合成的漸進(jìn)性波浪的移動(dòng)的前部或頂峰(crest)成傾斜角。并且，通過將傾斜的底面和波浪發(fā)生器保持成基本上相互平行并且允許波浪以相對(duì)于海岸線的傾斜角散開，形成的波浪將向前傾斜地散開，并且于是跨池的寬度橫向剝離。請(qǐng)注意，傾斜的變淺的底面也可以包括水平的底面部分，其包括有助于形成傾斜的底面效果的一個(gè)或多個(gè)逐漸升高部分。
[0014]諸如 申請(qǐng)人:的專利號(hào)為6，460，201的美國(guó)專利或申請(qǐng)序列號(hào)為61/200，183的美國(guó)申請(qǐng)中公開的波浪阻尼系統(tǒng)通過引用合并于此，其優(yōu)選沿著淺端設(shè)置以減少不期望的波浪效果，例如，會(huì)不利地影響波浪沿著海岸線散開的激流和反向流動(dòng)等。也可以提供沿從深端向淺水邊緣的斜坡前進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)的海岸線或其他傾斜的海灘。
[0015]優(yōu)選地，波浪發(fā)生器沿預(yù)定的“交錯(cuò)角”(即沿“交錯(cuò)線”)以交錯(cuò)方式并排地定位，其中每個(gè)后續(xù)的波浪發(fā)生器比前一個(gè)波浪發(fā)生器按序設(shè)置在更下游(沿波浪行進(jìn)的方向)。例如，沿著波浪行進(jìn)的方向，第二個(gè)波浪發(fā)生器優(yōu)選比第一個(gè)波浪發(fā)生器設(shè)置在更下游，并且第三個(gè)波浪發(fā)生器優(yōu)選比第二個(gè)波浪發(fā)生器設(shè)置在更下游，等等，其中該序列中的最后一個(gè)波浪發(fā)生器相比任何一個(gè)其他之前的波浪發(fā)生器設(shè)置在更下游。
[0016]使用多個(gè)波浪發(fā)生器，包括機(jī)械地、氣動(dòng)地或液壓操作的、并排定位的波浪發(fā)生器，可以看到波浪發(fā)生器必須一個(gè)接一個(gè)地順序起動(dòng)，其間具有預(yù)定的時(shí)間間隔，使得在每個(gè)波浪段與序列中的相鄰波浪段融合之前，它有時(shí)間向前前進(jìn)并適當(dāng)展開。并且，由于波浪發(fā)生器是交錯(cuò)的，因此可以看到為了波浪段適當(dāng)?shù)厝诤?，每個(gè)波浪發(fā)生器的起動(dòng)必須考慮每個(gè)波浪段從一個(gè)波浪發(fā)生器向前行進(jìn)到下一個(gè)后續(xù)波浪發(fā)生器所花費(fèi)的時(shí)間量。
[0017]為了形成平滑的可沖浪的漸進(jìn)性波浪，本發(fā)明的一方面在于，在每個(gè)波浪發(fā)生器的前部?jī)?yōu)選具有一對(duì)基本上平行的分界壁，這些分界壁有助于在波浪段形成并在融合之前向前行進(jìn)時(shí)限制波浪段的能量。每對(duì)分界壁優(yōu)選在每個(gè)波浪發(fā)生器的前面向前延伸，以便它們幫助限制波浪段的能量，其中當(dāng)波浪段向前移動(dòng)時(shí)可基本上保持它們的長(zhǎng)度、尺寸(高度/幅度)和形狀，同時(shí)為他們提供足夠的時(shí)間以在與序列中的其他類似的波浪段匯合之前形成和發(fā)展。通過這種方式，當(dāng)波浪段真正匯合時(shí)，它們的尺寸和形狀可以是基本上相同的，并且因此可避免或至少限制不期望的擾動(dòng)、干擾和湍流(例如，過多的漩渦、流動(dòng)轉(zhuǎn)向、交叉方向的或次生的波浪等)，其中可基本保持合成的波浪的尺寸和形狀。
[0018]本發(fā)明的有關(guān)方面在于，在每個(gè)波浪發(fā)生器的前部?jī)?yōu)選具有相對(duì)于分界壁形成的三個(gè)不同的波浪形成區(qū)域或區(qū)，其有助于促進(jìn)合成的漸進(jìn)性波浪的形成、匯合和過渡?，F(xiàn)在，將以每個(gè)波浪段形成以及向前行進(jìn)時(shí)遇到的區(qū)域的順序討論這三個(gè)區(qū)域。
[0019]首先，波浪形成區(qū)以存在兩個(gè)基本平行的分界壁為特征，該分界壁在每個(gè)波浪發(fā)生器前面在波浪段行進(jìn)通過的任一側(cè)上直接向前延伸，其中在此期間波浪段的能量被基本限制并保留。該波浪形成區(qū)被設(shè)計(jì)成有助于在波浪段向前行進(jìn)時(shí)限制波浪段的能量(例如，底部上、側(cè)面和后面)，使得它們?cè)谶M(jìn)入?yún)R合區(qū)并與在序列中的其他同樣的波浪段融合在一起之前可以發(fā)展合適的形狀。在這方面，分界壁的特征優(yōu)選在于它們基本相互平行地延伸，然而在其他實(shí)施例中，正如將要討論的，它們能夠“偏離平行”到一定程度，即，它們可以具有小的減弱角(fade)并且仍然實(shí)現(xiàn)類似的效果。通過保持分界壁基本上相互平行或限制減弱角，波浪段將不伸長(zhǎng)或損失其能量或尺寸(高度/幅度)等的大部分。
[0020]通過在波浪形成區(qū)內(nèi)以這種方式延伸兩個(gè)分界壁，可實(shí)現(xiàn)下述優(yōu)點(diǎn):1)波浪段基本上不伸長(zhǎng)或展開，這減少或消除波浪段的展開速度或下行徑向擴(kuò)張速度，這有助于在波浪段融合時(shí)防止波浪段以過大的力相互干擾和碰撞，和2)由于其波浪能量基本上保留在包含側(cè)壁的區(qū)域內(nèi)，因此在該區(qū)域的整個(gè)平衡期間允許波浪段的尺寸(高度/幅度)和形狀隨時(shí)間全面地發(fā)展、變平并適當(dāng)?shù)匦纬桑@有助于減少當(dāng)波浪段融合時(shí)會(huì)的不期望的擾動(dòng)和湍流的量。為討論的目的，展開速度或下行速度描述沿以下方向移動(dòng)的速度向量:沿給定波浪的頂峰或波峰線縱向向下延伸，其基本垂直于波前的前向運(yùn)動(dòng)。
[0021]當(dāng)波浪段向前移動(dòng)時(shí)，波浪段遇到的下一個(gè)(第二個(gè))區(qū)域是部分波浪匯合區(qū)，其特征在于在一側(cè)上有一個(gè)分界壁并且在另一側(cè)上暴露于水，其中波浪段沿著一側(cè)與該序列中的相鄰波浪段開始融合。該區(qū)域從波浪形成區(qū)的端部(即，短分界壁的遠(yuǎn)端)延伸到長(zhǎng)分界壁的遠(yuǎn)端。盡管該部分波浪匯合區(qū)只在一側(cè)上有一個(gè)分界壁，并且因此不在兩側(cè)上被限制，然而行進(jìn)通過該區(qū)的波浪段由于存在沿相同方向行進(jìn)的相鄰波浪段而在相對(duì)的“暴露”側(cè)上被限制。也就是說，“暴露”側(cè)將與該系列中的相鄰波浪段匯合并且被其限制，該相鄰的波浪段(當(dāng)分界壁基本相互平行時(shí))沿基本相同的方向以基本相同的速度行進(jìn)，并且具有基本相同的尺寸(高度/幅度)和形狀，其中該波浪段的能量將基本上保持在兩側(cè)上，即借助一側(cè)上的分界壁和另一側(cè)上的相鄰波浪段，其中波浪段的匯合和限制將有助于保持合成的漸進(jìn)性波浪段的尺寸(高度/幅度)和形狀。盡管只有一個(gè)直接限制波浪段的分界壁，但是，當(dāng)在定時(shí)的時(shí)間，相互融合在一起的兩個(gè)相鄰波浪段將能夠適當(dāng)?shù)貐R合在一起，而不產(chǎn)生不期望的過多的擾動(dòng)和湍流，例如過多的漩渦、流動(dòng)轉(zhuǎn)向以及交叉方向的或次生的波浪等，這會(huì)不利地影響旨在用于沖浪的期望的漸進(jìn)性波浪的平滑形成和過渡。
[0022]波浪段向前行進(jìn)時(shí)所遇到的下一個(gè)(第三個(gè))區(qū)域是完全波浪匯合區(qū)，其特征在于在兩側(cè)上暴露于水，其中在此區(qū)域期間波浪段的另一側(cè)與另一波浪段在相對(duì)側(cè)上匯合，其中這些波浪段的匯合將繼續(xù)形成平滑成形的單一的合成的漸進(jìn)性波浪。該完全匯合區(qū)剛好延伸超過部分匯合區(qū)(即，在長(zhǎng)分界壁的遠(yuǎn)端)，并且朝淺端向前延伸到池中。但是，由于在任何一側(cè)上都沒有分界壁，因此行進(jìn)通過該區(qū)域的波浪段將與該順序中的后續(xù)波浪發(fā)生器形成的另一波浪段匯合并且被其限制在相對(duì)側(cè)上。也就是說，盡管該波浪段將已經(jīng)在近側(cè)上與部分匯合區(qū)內(nèi)的在先的波浪段融合，但是之后它仍將在完整波浪匯合區(qū)中與相對(duì)側(cè)上該順序中的后續(xù)波浪發(fā)生器產(chǎn)生的后續(xù)波浪段在相對(duì)側(cè)上融合。并且，由于后續(xù)的波浪段以基本相同的速度運(yùn)動(dòng)沿基本相同的方向并以基本相同的尺寸(高度/幅度)和形狀行進(jìn)，因此這兩個(gè)波浪段的能量也將基本被限制，使得當(dāng)該波浪段匯合時(shí)，將形成形狀一致的漸進(jìn)性波浪。
[0023]當(dāng)這些波浪段一個(gè)接著一個(gè)向前行進(jìn)并融合在一起時(shí)，首先在一側(cè)上并且然后在相對(duì)側(cè)上，每個(gè)波浪段的尺寸(高度/幅度)和形狀將保持基本不變，這允許這些波浪段的匯合幫助形成基本平滑的漸進(jìn)性波浪，其中可減少或避免會(huì)不利地影響波浪的形成和過渡的不期望的過多的漩渦、流動(dòng)轉(zhuǎn)向、交叉方向的或次生的波浪。
[0024]雖然在優(yōu)選實(shí)施例中，在每個(gè)波浪發(fā)生器前面的分界壁彼此基本平行地延伸，但在其他實(shí)施例中，這兩個(gè)分界壁可以根據(jù)波浪的高度偏離平行高達(dá)約20度。在這方面，術(shù)語“基本平行”將包括嚴(yán)格平行的壁以及偏離平行幾度的壁，然而另一方面，還有其他的實(shí)施例，這些實(shí)施例的分界壁具有容許量的向外的減弱角，其大于僅僅的幾度，即具體的實(shí)施例可以具有能夠形成高品質(zhì)的漸進(jìn)性可沖浪波浪的不同容差(如在下面所討論的)。
[0025]在這方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)相對(duì)于上面所討論的減弱角限制下述因素在形成形狀一致的漸進(jìn)性波浪中具有重要的意義。
[0026]首先，向外減弱的任何角度將使波浪段伸長(zhǎng)到一定程度，其中通過伸長(zhǎng)該波浪段或允許它展開，橫向下行速度矢量將被引進(jìn)到波浪段中，如果其是不受控制的，則可引起與其干擾的交叉方向的或次生的波浪以及過多的流動(dòng)轉(zhuǎn)向和漩渦從而無法成形期望的主要沖浪波的表面連續(xù)性。因此，本發(fā)明的目的之一是將減弱角控制或限制到必要的程度，以減少至主要的期望的沖浪波形狀的不連續(xù)性。也就是說，如果不通過限制分界壁的減弱角來控制波浪段擴(kuò)張，則可能產(chǎn)生不期望的擾動(dòng)和湍流，這些擾動(dòng)和湍流可能展開、相互干擾和碰撞，并引起隆起、碎浪、擾動(dòng)、漩渦和流動(dòng)轉(zhuǎn)向的發(fā)生。當(dāng)波浪從發(fā)生器向散開點(diǎn)前進(jìn)時(shí)(在池中逐漸地)，這些擾動(dòng)會(huì)不利地影響期望的主要的沖浪波的形成和過渡。
[0027]第二，要考慮的另一個(gè)因素是在波浪高度及其波浪速度之間必然存在的關(guān)系，其中當(dāng)波浪較高時(shí)，波浪的速度必然增大。因此，當(dāng)波浪較高并且波浪速度增大時(shí)，波浪段的橫向下行速度矢量也將增加，從而使波浪段以較大的速度展開，并且因而相互干擾和碰撞，或者以較大的速度和力彼此通過。因此，當(dāng)波浪較高時(shí)，進(jìn)一步限制減弱角變得更加關(guān)鍵，這有助于減少在波浪段向前行進(jìn)并融合時(shí)會(huì)產(chǎn)生的展開速度或橫向下行速度。為此，當(dāng)波浪段的高度相對(duì)低時(shí)，即例如在I米高左右，分界壁之間允許的最大減弱角可能在20度左右，當(dāng)波浪段的高度相對(duì)高時(shí)，即例如在2至3米左右，根據(jù)波浪段的實(shí)際高度，允許的最大減弱角可以減小到大約5至15度。池底面的相對(duì)深度也可影響波浪速度，其中這是設(shè)計(jì)允許的減弱角時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的另一個(gè)因素。
[0028]第三，由于能量守恒原理，當(dāng)允許波浪段伸長(zhǎng)時(shí)(展開)，它必然隨著向前行進(jìn)而減小尺寸(高度/幅度)，并且因此，要考慮的另一個(gè)因素是波浪段由于減弱角的原因?qū)⑸扉L(zhǎng)和尺寸(高度/幅度)減少的程度。也就是說，減弱角越大，波浪段將伸長(zhǎng)越多，并且因此，波浪段的尺寸(高度/幅度)將減少越多，這最終將減少合成的波浪的尺寸和形狀。因此，當(dāng)減弱角較大時(shí)，為了產(chǎn)生相同尺寸的合成的波浪，波浪段必須在開始時(shí)較高，這會(huì)增加形成該波浪段所需要的能量的量。
[0029]第四，由于向外的減弱角的任何量都將使波浪段的高度/幅度隨時(shí)間減少(正如上面討論的)，因此任何波浪段的合成尺寸都將取決于該波浪段與另一個(gè)波浪段匯合之前其向前行進(jìn)了多遠(yuǎn)(在減弱的分界壁之間)。并且由于波浪發(fā)生器交錯(cuò)并且一個(gè)接一個(gè)順序地運(yùn)行，因此當(dāng)任何兩個(gè)相鄰的波浪段實(shí)際融合時(shí)，一個(gè)波浪段將比另一個(gè)波浪段向下游移動(dòng)了更大的距離，這意味著當(dāng)它們匯合時(shí)，在這兩個(gè)融合的波浪段之間將存在尺寸(高度/幅度)差。換句話說，由于存在交錯(cuò)角，并且波浪發(fā)生器一個(gè)接著一個(gè)地順序起動(dòng)，則兩個(gè)融合的波浪段之一將比另一個(gè)向下游行進(jìn)得更遠(yuǎn)，在這種情況下，當(dāng)存在減弱角時(shí)，在進(jìn)入?yún)R合區(qū)之前該波浪段將相比另一個(gè)波浪段更小(高度/幅度)而結(jié)束。結(jié)果，當(dāng)任何兩個(gè)波浪段實(shí)際融合在一起時(shí)，將存在尺寸(高度/幅度)差以及橫向下行寬度差(伸長(zhǎng)引起的)，其是減弱角的函數(shù)。這會(huì)引起不期望的擾動(dòng)和湍流發(fā)生，例如過多的漩渦和流動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0030]為了上述原因，當(dāng)波浪開始較高時(shí)，不僅波浪段沿相同的減弱角展開更快，合成的波浪高度差也將增加，其中減弱角應(yīng)當(dāng)減小。
[0031]盡管可存在于兩個(gè)分界壁之間的容許的減弱角的量的特定的切斷點(diǎn)可能是主觀的，但是清楚的是，當(dāng)減弱角太大時(shí)(與給定的波浪速度、波浪高度、交錯(cuò)角或交錯(cuò)距離等成比例)，則相互干擾并引起表面擾動(dòng)的不同波浪段的結(jié)合將導(dǎo)致不可能產(chǎn)生適于沖浪的高品質(zhì)漸進(jìn)性波浪。因此，本發(fā)明預(yù)期在設(shè)計(jì)具有減弱的分界壁的水池時(shí)考慮上述因素。
[0032]根據(jù)上面所述，當(dāng)波浪段等于或小于大約1.0米高時(shí)，優(yōu)選的最大減弱角優(yōu)選為大約20度或更小，而當(dāng)波浪段在大約1.0米至2.0米高之間時(shí)，優(yōu)選的最大的減弱角將在大約10至20度之間，并且當(dāng)波浪段在2.0米至3.0米時(shí)，優(yōu)選的最大減弱角將根據(jù)波浪段的實(shí)際高度在大約5至10度之間。當(dāng)超過3米時(shí)，優(yōu)選的最大減弱角將為5度或更小。根據(jù)上面所討論的因素，這些參數(shù)意指存在于分界壁之間的近似值，但是與沖浪波浪的品質(zhì)有關(guān)的其他變量(包括交錯(cuò)角、交錯(cuò)距離、池底深度、在分界壁之間波浪段必須行進(jìn)的距離以及波浪發(fā)生器產(chǎn)生波浪段的方式等)會(huì)操縱并影響這些參數(shù)。理想的是，分界壁基本上相互平行，但是，如果它們不平行，則將以上面討論的方式限制減弱角。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的平面圖，其中波浪發(fā)生器沿著深端延伸，而傾斜的/有斜坡的變淺的區(qū)域沿著淺端延伸，其中波浪發(fā)生器和變淺的區(qū)域基本相互平行地但以相對(duì)于合成的波浪的前端或頂峰的傾斜角度延伸。兩個(gè)基本平行的分界壁在每個(gè)波浪發(fā)生器的前面延伸，以在波浪段融合到一起之前幫助波浪段適當(dāng)?shù)匦纬?，使得這些波浪段共同形成從深端到淺端向前行進(jìn)的單個(gè)的漸進(jìn)式的適合沖浪的波浪；
[0034]圖2是圖1的實(shí)施例的剖視圖，其中波浪發(fā)生器被示為容納在左手側(cè)的沉箱(caission)中，而波浪阻尼系統(tǒng)被視為沿著相對(duì)的淺端，其中傾斜的變淺的底面在其間延伸；
[0035]圖3a是包括振蕩的氣動(dòng)波浪發(fā)生器的另一實(shí)施例的剖視圖；
[0036]圖3b是包括涌浪發(fā)生器的另一實(shí)施例的剖視圖；
[0037]圖3c是包括振蕩的機(jī)械波浪發(fā)生器的另一實(shí)施例的剖視圖；
[0038]圖4是圖1的實(shí)施例的另一平面圖，其示出一些與圖1相同的特征，但是在該視圖中，指定并參考了若干個(gè)尺寸；
[0039]圖5是圖1的實(shí)施例的交錯(cuò)的沉箱詳細(xì)平面圖，其中兩個(gè)基本平行的分界壁在每個(gè)波浪發(fā)生器的前面延伸，并且三個(gè)波浪形成和匯合區(qū)在每個(gè)沉箱的前面形成；
[0040]圖6是類似于圖1的實(shí)施例的替代實(shí)施例的平面圖，只是在每個(gè)波浪發(fā)生器前面的分界壁相對(duì)彼此以小角度延伸，即，它們可以具有高達(dá)20度或以下的向外的減弱角，其中該池的側(cè)壁也以大約相同的角度延伸；
[0041]圖7是圖6的替代實(shí)施例的示意平面圖，其中三個(gè)波浪形成區(qū)形成在每個(gè)波浪發(fā)生器的前面，并且指定并參考了各種長(zhǎng)度尺寸；
[0042]圖8是示出與圖6的實(shí)施例有關(guān)的各種因素之間存在的關(guān)系和用來確定分界壁具有角度“a”表示的減弱角時(shí)相對(duì)融合的波浪段存在的長(zhǎng)度和高度差的公式的示意圖；
[0043]圖9示出兩個(gè)剖視示意圖，其示出由序列中的兩個(gè)相鄰波浪發(fā)生器形成的兩個(gè)相鄰波浪段的相對(duì)高度，其中上面的圖顯示由一個(gè)在先的波浪發(fā)生器形成的消逝時(shí)間內(nèi)的波浪段視圖，而下面的圖顯示由后續(xù)的波浪發(fā)生器形成的消逝時(shí)間內(nèi)的波浪段視圖，其中示出每個(gè)波浪段的高度隨時(shí)間降低，即從Hl到H2到H3，其中由于波浪發(fā)生器交錯(cuò)，因此當(dāng)兩個(gè)相鄰的波浪段融合時(shí)，他們處于不同的高度；
[0044]圖10是類似于圖1中所示的實(shí)施例的平面圖，其中每個(gè)波浪發(fā)生器前面的分界壁基本上相互平行，其中柵格圖形被示出指示由此形成的波浪和波浪段在向前行進(jìn)時(shí)的尺寸和形狀是基本一致的；
[0045]圖11是類似于圖6中所示的實(shí)施例的平面圖，其中每個(gè)波浪發(fā)生器前面的分界壁相對(duì)彼此成一定角度，即，該示例示出大約15度的減弱角，其中柵格圖形被示出指示形成的波浪段在向前運(yùn)動(dòng)時(shí)開始變寬并展開，其中當(dāng)它們匯合時(shí)，每個(gè)波浪段的橫向下行展開速度使相鄰的波浪段相互干擾，其中延伸超過分界壁的十字形交叉圖形顯示波浪段將相互交叉并在它們向下游行進(jìn)時(shí)根據(jù)減弱角的量產(chǎn)生一定程度的不想要的交叉方向的形成、湍流以及不想要的擾動(dòng)；
[0046]圖12是類似于Leigh的實(shí)施例的平面圖，其中，每個(gè)波浪發(fā)生器前面的分界壁相對(duì)于彼此成大約70度的角度，其中當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)，它們以弧線形狀徑向向外延伸并且顯著伸長(zhǎng)，其中當(dāng)它們匯合時(shí)，每個(gè)波浪段的橫向下行速度將將引起它們彼此明顯地干擾和不利的混合，其中延伸超過分界壁的十字形交叉圖形顯示出沿匯合區(qū)將存在明顯數(shù)量的湍流和表面擾動(dòng)，這種湍流和表面擾動(dòng)對(duì)于沖浪是不可接受的。
[0047]圖13a示出具有分界壁的各種實(shí)施例的圖表，這些分界壁具有5、10、15、20和30度的減弱角，其中開始的波浪高度為1.0米，其中該圖表顯示寬度和浪高的差，以及相鄰波浪段的匯合速度如何隨減弱角的變化而不同；
[0048]圖13b示出具有分界壁的各種實(shí)施例的圖表，這些分界壁具有5、10、15、20和30度的減弱角，其中開始的波浪高度為2.0米，其中該圖表顯示寬度和浪高的差，以及相鄰波浪段的匯合速度如何隨減弱角的變化而不同；
[0049]圖13c示出具有分界壁的各種實(shí)施例的圖表，這些分界壁具有5、10、15、20和30度的減弱角，其中開始的波浪高度為3.0米，其中該圖表顯示寬度和浪高的差，以及相鄰波浪段的匯合速度如何隨減弱角的變化而不同；
[0050]圖14是本發(fā)明的替代實(shí)施例的平面圖，其中該系列波浪發(fā)生器沿不同于剝離角的交錯(cuò)角延伸；以及
[0051]圖15是本發(fā)明的替代實(shí)施例的平面圖，其中該系列波浪發(fā)生器沿變化的交錯(cuò)角延伸，該變化的交錯(cuò)角從交錯(cuò)線開始(其以與剝離角相同的角度延伸)，但是然后交錯(cuò)線變得更淺，并且然后沿正交于側(cè)壁的方向延伸。
【具體實(shí)施方式】
[0052]圖1是波浪池I的實(shí)施例的平面圖，該波浪池具有多個(gè)波浪發(fā)生器3和傾斜的變淺的底面21(見圖2)，其中多個(gè)波浪發(fā)生器3沿相對(duì)深端5沿著傾斜取向的交錯(cuò)線6延伸，傾斜的變淺的底面21沿相對(duì)的淺端11沿類似取向的散開線9延伸。在這個(gè)實(shí)施例中，一系列波浪發(fā)生器3 (沿交錯(cuò)線6延伸)和傾斜變淺的底面21 (沿著散開線9延伸)基本相互平行地延伸，而同時(shí)，相對(duì)于波浪13 (其沿箭頭10標(biāo)明的方向行進(jìn))的前端或頂峰的橫向下行方向成傾斜角。側(cè)壁2、4優(yōu)選基本相互平行地并沿著波浪方向10延伸，從而從上面看形成平行四邊形的形狀。
[0053]該實(shí)施例的一方面是多個(gè)波浪發(fā)生器3優(yōu)選以相對(duì)于波浪13的前端或頂峰的傾斜角并以交錯(cuò)的或相對(duì)于波浪的方向10偏離的方式定位并取向，如圖1所示。而且，波浪發(fā)生器3優(yōu)選容納在多個(gè)沉箱17中，其中每個(gè)沉箱優(yōu)選相對(duì)于彼此交錯(cuò)或偏離。例如，容納在第二個(gè)沉箱17b內(nèi)的第二個(gè)波浪發(fā)生器3b優(yōu)選比容納在第一個(gè)沉箱17a內(nèi)的第一個(gè)波浪發(fā)生器3a設(shè)置在更下游(在行進(jìn)方向10上)。同樣，容納在第三個(gè)沉箱17c內(nèi)的第三個(gè)波浪發(fā)生器3c優(yōu)選比容納在第二個(gè)沉箱17b內(nèi)的第二個(gè)波浪發(fā)生器3b還設(shè)置在更下游，等等。并且該序列中的容納在最后一個(gè)沉箱17m內(nèi)的最后一個(gè)波浪發(fā)生器3m設(shè)置在該順序中的任何其他波浪發(fā)生器3或沉箱17的更下游。
[0054]交錯(cuò)線6相對(duì)于波浪13的前端或頂峰或與波浪13的運(yùn)動(dòng)方向10垂直的方向延伸的角度15叫做“交錯(cuò)角”,其表示在運(yùn)動(dòng)方向10波浪發(fā)生器3相對(duì)于彼此偏離的程度。并且，每個(gè)沉箱17的前端相對(duì)于每個(gè)在先的沉箱17的前端向前設(shè)置的距離被稱為“交錯(cuò)距離”，其為每個(gè)波浪段在它到達(dá)下一個(gè)后續(xù)沉箱17的前端之前必需行進(jìn)的距離。對(duì)于該實(shí)施例，該交錯(cuò)距離69在圖4中較好地示出。
[0055]如圖1所示，從上面看每個(gè)沉箱17優(yōu)選具有長(zhǎng)方形形狀，并且具有局部(單個(gè)的)前壁26、一對(duì)側(cè)壁18、19和后壁28，并且優(yōu)選地，在每個(gè)沉箱17的前面具有在波浪方向10基本向前延伸的一對(duì)分界壁20、22。優(yōu)選地，分界壁20、22彼此基本平行地延伸，但是在可選實(shí)施例中根據(jù)將要討論的參數(shù)的數(shù)目，它們可以具有高達(dá)20度的減弱角(在它們之間“偏離平行”)。以這種方式，由每個(gè)波浪發(fā)生器3形成的波浪段的能量可以基本限制在每個(gè)波浪發(fā)生器3的前面相對(duì)向前延伸的空間30內(nèi)，即在每對(duì)分界壁20、22之間?？臻g30被限制在兩側(cè)面上并且沿著底面和后面。以這種方式，由每個(gè)波浪發(fā)生器3釋放的能量將被限制在三個(gè)側(cè)面上并且因此當(dāng)波浪段向前行進(jìn)通過空間30時(shí)波浪段將能夠適當(dāng)?shù)匦纬伞?br> [0056]在波浪13的前端或頂峰和海岸線7的散開線9之間延伸的角度14被稱為“剝離角”，其為波浪13將越過散開線9散開并剝離的角度。并且，優(yōu)選地，在該實(shí)施例中，相對(duì)于波浪13的前端或頂峰，波浪池I具有大約45度的剝離角14，但是它可以在大約30至70度的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地，在40-60度的范圍內(nèi)。正如將要討論的，散開線9不必是直線。并且，在圖1的實(shí)施例中，該剝離角優(yōu)選與交錯(cuò)角相同，但是不是必需如此，其中兩者相對(duì)于波浪13的前端或頂峰以大約45度延伸，但在其他實(shí)施例中，該角度可以更大或更小，或可以變化，如圖14和15所示。[0057]由波浪池I產(chǎn)生的波浪是否適合于沖浪部分取決于該剝離角a的值。該剝離角應(yīng)當(dāng)足夠大使散開的橫向下行速度(沿其長(zhǎng)度縱向延伸)適合于該技術(shù)水平的沖浪者，以及在池I中形成的合成的波浪的高度。在這方面，橫向下行速度矢量Vs=波速矢量c除以剝離角a的正弦。因此，當(dāng)剝離角太小時(shí)，波浪13的橫向下行速度變得太快，并且因此波浪變得太難沖浪。特定的沖浪者是否能夠處理具有特定的橫向下行速度的特定波浪主要取決于他或她的技術(shù)水平，但也取決于波浪13的高度H。并且，橫向下行速度越大(由較小的剝離角產(chǎn)生)，需要的技術(shù)水平越高。
[0058]下表示出根據(jù)剝離角和浪高H的各種沖浪者技術(shù)水平(I為初學(xué)者，10為超級(jí)者)。應(yīng)當(dāng)指出，限制使用90度的剝離角，因?yàn)闆]有漸進(jìn)式的斜坡使得波浪逐漸散開，因此該值是嚴(yán)格的理論值。還應(yīng)當(dāng)指出，產(chǎn)生用于沖浪的有意義的散開波浪的實(shí)際的最大剝離角是大約70度。同樣，應(yīng)當(dāng)指出，包含在表中的等級(jí)的說明與實(shí)際的沖浪散開品質(zhì)或波浪的難度無關(guān)。該表來自Hutt等人,2001年。
[0059]
等級(jí)等級(jí)的說明剝離角限制(度)最小/最大浪高(米)
1沖浪初學(xué)者，尚未能夠行駛在波浪表面并且 900.7/1.00
當(dāng)波浪前行時(shí)在激流孔(whitewaterbore)
上簡(jiǎn)單地向前移動(dòng)。
2沖浪學(xué)習(xí)者，能夠沿著逐漸散開的波浪的700.65/1,50
頂峰橫向地成功地行駛。
[0060]
3已經(jīng)具有通過在波浪表面上“上下運(yùn)動(dòng)”600.60/2.50
產(chǎn)生速度的技能的沖浪者。
4開始在海上著手并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的沖浪動(dòng)作的350.55/4.0()
沖浪者。
5能夠連續(xù)地在單個(gè)波浪上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作500.50/>4.00
的沖浪者。
6能夠連續(xù)地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作的沖浪者。400.45/>4.()0
在海上進(jìn)行高級(jí)的動(dòng)作。
I能夠連續(xù)讀進(jìn)行高級(jí)動(dòng)作的頂級(jí)的業(yè)余沖290.40/>4.(!0
浪者
8能夠連續(xù)讀進(jìn)行高級(jí)動(dòng)作的職業(yè)沖浪者270.35/>4.00
9能夠連續(xù)進(jìn)行高級(jí)動(dòng)作的頂級(jí)職業(yè)未達(dá)到0.30/>4.00
沖浪者
10未來的沖浪者未達(dá)到0.30/>4.00[0061]因此，可以看到剝離角越大，沖浪初學(xué)者越容易在波浪上行駛，而剝離角越小，沖浪者越難以在波浪上行駛。還可以看到，剝離角越大，波浪必須沿著傾斜變淺的底面21向下游行進(jìn)的距離越大，并且因此沖浪者能夠真正在波浪上成功地行進(jìn)越長(zhǎng)。另一方面，如果剝離角太大，例如大于70度，那么波浪不太可能散開或適當(dāng)?shù)厣㈤_，使得進(jìn)行沖浪動(dòng)作很困難。同時(shí)，可以看到，剝離角越小，傾斜變淺的底面21被壓縮越多(距離上)，并且因此，波浪將沿著波浪13的橫向下行方向散開越快，其中，如果剝離角太小，即小于30度，波浪將極其快地散開，從而減少?zèng)_浪者具有能夠在波浪上適當(dāng)動(dòng)作的速度的可能性。盡管如此，當(dāng)波浪13由池I中的波浪發(fā)生器3形成并且沿著箭頭10的方向接近海岸線7并且越過散開線9時(shí)，波浪將開始向前散開并且橫向地剝離，其中波浪的動(dòng)量將使它們跨過池I的寬度從一側(cè)向另一側(cè)(即從側(cè)壁2到側(cè)壁4)逐漸地向前跌落并散開。
[0062]在剝離角確定波浪13相對(duì)于傾斜變淺的底面21散開的角度時(shí)，交錯(cuò)角確定波浪發(fā)生器3相對(duì)于波浪13的前端或頂峰或者相對(duì)于垂直于波浪方向10的方向定位的角度。并且，由于波浪發(fā)生器3優(yōu)選以相對(duì)于波浪13的前端或頂峰的傾斜角根據(jù)交錯(cuò)的距離延伸，因此該順序中的每個(gè)波浪發(fā)生器3 (即3a、3b、3c等)必須一個(gè)接一個(gè)地有序運(yùn)行，以形成單獨(dú)的波浪段，之后這些波浪段可以融合在一起以形成能夠在波浪方向10行進(jìn)的合成的波浪13。因此，每個(gè)波浪發(fā)生器3優(yōu)選以在每個(gè)之間消逝的預(yù)定的時(shí)間量順序地運(yùn)行，其中在它們之間存在的時(shí)間間隔優(yōu)選等于一個(gè)波浪段從該系列的一個(gè)沉箱17的前壁26行進(jìn)到隨后的下一個(gè)沉箱17的前壁26所用的時(shí)間。例如，如果波浪段從一個(gè)沉箱17b的的前壁26運(yùn)動(dòng)到隨后的下一個(gè)沉箱17c的前壁所用的時(shí)間為I秒，即，這個(gè)距離被稱為“交錯(cuò)距離”，那么，在相鄰的波浪發(fā)生器3的相繼起動(dòng)之間的優(yōu)選時(shí)間間隔也應(yīng)當(dāng)是I秒。這有助于確保由每個(gè)波浪發(fā)生器3相繼形成的每個(gè)波浪段將在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間并以適當(dāng)?shù)姆绞饺诤希孕纬稍诓ɡ朔较?0跨過波浪池I行進(jìn)的基本光滑的漸進(jìn)式波浪。這種定時(shí)可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行，其在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間順序地起動(dòng)每個(gè)沉箱。
[0063]至于合成的波浪13的定時(shí)和頻率，它們可以用波浪發(fā)生器3起動(dòng)的每個(gè)連續(xù)的循環(huán)和因此的波浪13之間所消逝的時(shí)間量確定。也就是說，在波浪發(fā)生器被順序地起動(dòng)給定的波浪周期的持續(xù)時(shí)間之后，然后，該循環(huán)可以通過起動(dòng)同一系列的波浪發(fā)生器給定的波浪頻率周期的持續(xù)時(shí)間(即，從該系列中的第一個(gè)波浪發(fā)生器到最后一個(gè)波浪發(fā)生器)再一次自身重復(fù)。每個(gè)旋轉(zhuǎn)之間的10秒或以下到90秒或以上的時(shí)間間隔都是可能的，這允許充分的時(shí)間在下一個(gè)循環(huán)開始之前完成對(duì)每個(gè)波浪發(fā)生器3的充電和放電，正如將要討論的。
[0064]圖2示出池I的總的剖視結(jié)構(gòu)，其中波浪發(fā)生器3被示為沿左手側(cè)的深端5延伸，而海岸線7被示為沿右手側(cè)的淺端11。在深端5和淺端11之間延伸的優(yōu)選是傾斜的底面21，其沿下游跟有散開線9的變淺的部分51和海岸線7延伸，海岸線7優(yōu)選與波浪阻尼系統(tǒng)23集成，類似于2008年11月25日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/200，183所示的，其通過引用方式合并于此。另一方面，應(yīng)當(dāng)注意的是可以省去波浪阻尼系統(tǒng)23，并且可以提供與現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何傾斜的海灘或結(jié)構(gòu)類似的傾斜的海岸線，其具有任何形狀、尺寸或斜度。
[0065]同樣，傾斜的變淺的底面21可以包括水平的底面部分，該水平的底面部分具有下游的階梯狀向上的部分，后跟另一個(gè)水平底面部分(在散開深度之上)，其可以具有使波浪開始散開的效果。也可以提供多個(gè)水平部分和階梯狀向上的部分，以幫助形成傾斜的底面的效果，為了討論和權(quán)利要求的目的，術(shù)語傾斜的或有斜坡的底面將包括這些替代的變淺的底面實(shí)施例。
[0066]該視圖總體顯示波浪發(fā)生器3發(fā)出的在水面上形成的波浪13，其基本上從深端5行進(jìn)到淺端11，即從左向右行進(jìn)。波浪散開區(qū)中底面21的坡度通常在2%和12%之間諏決于波浪散開區(qū)中優(yōu)選的iribarren數(shù)目)。從沉箱前壁26到散開線9以及從散開線9到端壁61 (阻尼區(qū)域)的變淺的部分51的最小距離通常決定于波浪的尺寸(高度和幅度)。池I的結(jié)構(gòu)可以利用常規(guī)的材料構(gòu)造，例如，具有加強(qiáng)桿的混凝土等。
[0067]每個(gè)波浪發(fā)生器3優(yōu)選容納在沉箱17內(nèi)，該沉箱優(yōu)選包括倒置的(上下顛倒的)水密的柱或隔間25，其能夠填滿空氣和/或水。優(yōu)選地，每個(gè)沉箱17具有頂壁12、側(cè)壁18、
19、后壁28、底壁46以及部分前壁26，其中前壁26的下面優(yōu)選是具有預(yù)定的高度和尺寸的沉箱開口 29，其允許水和波浪能量向前進(jìn)入池I中。雖然本發(fā)明可以使用并預(yù)想到其他類型的波浪發(fā)生器，例如機(jī)械或液壓操作的波浪發(fā)生器，包括圖3a、3b和3c中所示的，但是優(yōu)選的波浪發(fā)生器是氣動(dòng)操作的。
[0068]優(yōu)選地，如圖2所示，每個(gè)沉箱17具有緊靠其后的可以儲(chǔ)存壓縮空氣的壓縮空氣室35，其中，壓縮的空氣可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間釋放到隔間25中。供給到該隔間25內(nèi)和從該隔間25送出的空氣可以儲(chǔ)存在壓縮空氣室35內(nèi)，其中，在裝載階段，可以利用泵(未示出)將空氣從隔間25抽出并吸入室35內(nèi)，這能夠使沉箱17內(nèi)的水面升高(因?yàn)楦糸g25中的背壓使水從池I通過沉箱開口吸進(jìn)隔間25中)。在這種情況下，從隔間25抽出的空氣優(yōu)選被壓縮到室35中，在室35中壓縮的空氣能夠被儲(chǔ)存，直到在排出階段期間準(zhǔn)備釋放壓縮的空氣。然后，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，即，當(dāng)波浪發(fā)生器3準(zhǔn)備被起動(dòng)時(shí)，可以釋放室35內(nèi)的壓縮空氣和/或?qū)⑵浔盟突馗糸g25內(nèi)，這使水柱45下降，于是其迫使隔間25中的水下降并向前通過沉箱開口 29，從而在池I中形成波浪運(yùn)動(dòng)。
[0069]在裝入階段期間，由于隔間25內(nèi)的空腔基本上是氣密的，因此當(dāng)隔間25中的空氣被抽出時(shí)，隔間25內(nèi)的水面升高，其中由于背壓的原因，水能夠從池I通過沉箱開口 29被吸入并進(jìn)入隔間25中。此時(shí)，如圖2所示，隔間25內(nèi)的沉箱出水高度43可被減少并基本消除，即，實(shí)際上可抽出該隔間25中的所有空氣。通過優(yōu)選也設(shè)置在頂部附近的閥33從隔間25的頂部抽出空氣，隔間25內(nèi)的水面將自然升高，直到隔間25基本上用水填滿，這也增加隔間25內(nèi)的沉箱深度。
[0070]通過升高隔間25內(nèi)的水面形成增加的壓力頭，其可以被釋放以迫使水通過沉箱開口 29，從而可形成池I內(nèi)的波浪運(yùn)動(dòng)。這可以僅僅通過重力實(shí)現(xiàn)，或通過將壓縮空氣從室35釋放到隔間25內(nèi)來實(shí)現(xiàn)，或使用提供附加的動(dòng)量和能量的輔助泵以產(chǎn)生較大的波浪。
[0071]這在前壁26的前端直接形成波浪13，其中后壁28可以具有圓形拐角以促進(jìn)水向前通過沉箱開口 29的運(yùn)動(dòng)。
[0072]實(shí)際上，任何類型的波浪發(fā)生器可以與本發(fā)明一起使用。通常在產(chǎn)業(yè)中用于商業(yè)波浪/沖浪池的三種額外類型的波浪發(fā)生器示于圖3a、3b和3c中。其中之一被設(shè)計(jì)用于非周期性的涌浪，而另外兩種設(shè)計(jì)用于振蕩的波浪。
[0073]圖3a示出振蕩的氣動(dòng)波浪發(fā)生器203。這種波浪發(fā)生器203具有具體沉箱207，其具有在前壁226的下延伸的沉箱開口 229，其中在緊靠沉箱207之后提供吹風(fēng)機(jī)201，該吹風(fēng)機(jī)201能夠?qū)⒖諝庾⑷敫糸g225中。通過迫使空氣快速地進(jìn)入隔間225中，隔間225內(nèi)的水面會(huì)被迫快速下降，其中隔間225內(nèi)的水柱245會(huì)被迫向下并且向前通過最小阻力點(diǎn)，這個(gè)最小阻力點(diǎn)就是沉箱開口 229。這使水被迫進(jìn)入池200，從而有助于產(chǎn)生波浪形成213。
[0074]閥221優(yōu)選設(shè)置在靠近隔間225的頂部、后壁228內(nèi)，通過該閥空氣能夠從吹風(fēng)機(jī)201進(jìn)入隔間225中。因此，為了排出空氣，閥221優(yōu)選打開，并且當(dāng)吹風(fēng)機(jī)201被起動(dòng)時(shí)，空氣被加壓向前通過閥221。當(dāng)空氣已經(jīng)排到隔間225中，并且形成波浪時(shí)，波浪發(fā)生器203可以通過允許隔間225內(nèi)的空氣排放到大氣中(例如通過在沉箱207的頂壁處或附近的第二開口 210)而再次裝入，其中通過這樣做，隔間225內(nèi)的水面將由于重力的恢復(fù)而再次升高，其中隔間225內(nèi)的水面將相對(duì)于池200中的水面220最終達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)。通過這樣做，于是在隔間225內(nèi)形成水柱245，該水柱245在排出階段期間可再次被迫向下并且向前，通過開口 229形成額外的波浪213。
[0075]圖3b示出具有大的水儲(chǔ)存箱233的涌浪發(fā)生器231，來自池200的水能夠儲(chǔ)存在水儲(chǔ)存箱233中并且在合適的時(shí)候釋放。門250優(yōu)選設(shè)置在水箱233的底部239附近，可用于打開和關(guān)閉開口 237。在門250關(guān)閉的情況下，泵232可以用來用水填充水箱233，其中來自池200的水可以用來增加水箱233中的水位，即在池200中的水位220之上，以形成具有相對(duì)高的壓力的水柱238。這有助于形成相對(duì)高的水柱238以及水箱233中的壓力頭，在排出時(shí)，即通過打開門250，該壓力頭可迫使水箱233中的水柱238快速向下并向前通過開口 237，因而，形成自流(bore)或涌浪213。
[0076]通過開口 237釋放的水量和水的“力量”(來自水箱233中的靜態(tài)水面)結(jié)合在波浪發(fā)生器231的前面延伸的臺(tái)階142的形狀將限定初始的波浪高度和形狀。由于水重新填滿水箱233和相對(duì)大的門250所用的時(shí)間，這些波浪形狀通常很難控制，并且波浪基本上是非周期性的。用于商業(yè)波浪/沖浪池應(yīng)用的這種類型的波浪發(fā)生器的一個(gè)缺點(diǎn)是多半位于水中的機(jī)械部件隨時(shí)間的過去會(huì)腐蝕并生銹，使得機(jī)械部件需要修理或維護(hù)。
[0077]圖3c示出具有容納區(qū)域252振蕩機(jī)械的波浪發(fā)生器251，該容納區(qū)域252具有鉸接在池底面254上的旋轉(zhuǎn)擋水板(flap)253，該擋水板253能夠用來向前推動(dòng)水以在池200中產(chǎn)生波浪形成213。擋水板253優(yōu)選是鉸接的并通過相對(duì)后壁255定位且適于在池200內(nèi)形成周期性運(yùn)動(dòng)的液壓致動(dòng)器256或其他機(jī)械裝置而前后擺動(dòng)。擋水板253的周期性的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生周期性(正弦形狀)的波浪，其中池的200的初始深度和擺動(dòng)的量與擺動(dòng)的周期一起可確定波浪高度和波浪形狀。用于商業(yè)波浪/沖浪池的這種類型的波浪發(fā)生器的缺點(diǎn)是機(jī)械部件位于水中，并因此往往需要周期性的修理或維護(hù)。
[0078]通過利用波浪發(fā)生器(或?qū)嶋H上類似于上面所討論的類型的任何發(fā)生器)，波浪段形成并且然后融合到一起，并且然后當(dāng)該合成的波浪13向前行進(jìn)時(shí)，底面21的斜度有助于使波浪形成為單一的浪涌(swell)并開始散開，例如，沿著如圖2所示的散開線9。優(yōu)選地，底面21沿著恒定的斜度延伸，并且沿著斜坡從前壁26向上一路延伸到波浪阻尼區(qū)23，盡管如此，可以根據(jù)希望的波浪形成的類型來改變斜度。
[0079]該波浪阻尼區(qū)23優(yōu)選在池I的散開線9和遠(yuǎn)壁61之間沿著海岸線7延伸。波浪阻尼區(qū)23優(yōu)選包括有孔的人造底面37，其在相對(duì)深的底面區(qū)38上延伸，這有助于促進(jìn)波浪能量的吸收并因而減少波浪的能量以及可能以其他方式沿著海岸線發(fā)生的激流和反向流動(dòng)等。可以使用不同版本的波浪阻尼系統(tǒng)，包括在 申請(qǐng)人:的美國(guó)專利號(hào)4，640，201以及美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)12/592，464中描述的波浪阻尼系統(tǒng)，其通過引用方式合并于此。在后者中，底面37的滲透性確定其阻尼率，即，底面37吸收能量和減少池I中發(fā)生的回彈效果的能力。并且通過阻尼波浪13和減少輔助的波浪效果，增加波浪產(chǎn)生的頻率從而提高流量和設(shè)施的效率稱為可能。
[0080]圖2示出波浪池I的一些關(guān)鍵尺寸。例如，可以看到示出的以下內(nèi)容:沉箱長(zhǎng)度41是在每個(gè)沉箱17內(nèi)的后壁28和前壁26之間延伸的距離。沉箱出水高度43是在隔間25內(nèi)的水柱45的頂部和該頂壁12的下側(cè)之間延伸的豎直距離。沉箱開口 29是每個(gè)沉箱17的前面的開口，其具有在沉箱17的前壁26的底部和底部底面46之間的豎直距離。變淺的部分51具有長(zhǎng)度53，是從沉箱17的前壁26延伸到散開線9的距離，由于波浪方向10相對(duì)于散開線9是傾斜的，因此該長(zhǎng)度會(huì)沿著沉箱17的寬度變化。形成變淺的部分51的底面21被示出具有從沉箱17向上延伸到散開線9的不變的斜度，其中在優(yōu)選實(shí)施例中，該斜度可以在從2度到12度的范圍內(nèi)，但是不必如此。
[0081]正如圖1中所示出的，側(cè)壁2、4和分界壁20、22的高度在圖2中被示為出水高度42，其優(yōu)選比池I中可形成的最高可能的波浪高。出水高度42可以在從大約2英尺到10英尺或以上之間的范圍內(nèi)，以確保在池I中形成的任何波浪可以由壁2、4、20和22保持。還應(yīng)當(dāng)指出，應(yīng)用意義上的分界壁20和22以及壁2和4有助于形成波浪段并且在波浪段向前行進(jìn)時(shí)與其下游波浪段融合之前適當(dāng)?shù)夭⒁恢碌卣归_波浪段。以這種方式，當(dāng)波浪段融合/匯合時(shí)，可以降低在匯合區(qū)內(nèi)形成不希望的漩潤(rùn)、流動(dòng)轉(zhuǎn)向(可能阻止平滑的漸進(jìn)式波浪的適當(dāng)形成)的可能性。該阻尼距離65是沿后壁61在散開線9和底面37的上邊緣之間延伸的距離。
[0082]在圖4中，沉箱寬度67被示為在側(cè)壁18、19之間延伸的距離，而交錯(cuò)寬度68是類似的寬度，不同在于其在每個(gè)沉箱17上沉箱側(cè)壁18、19的中心線之間延伸，即從中心到中心之間延伸。在這方面，應(yīng)當(dāng)指出的是，優(yōu)選的交錯(cuò)寬度68優(yōu)選地是沖浪板長(zhǎng)度(S卩，從2.5到5米的寬度)大約兩倍的尺寸，相比形成平滑波浪的必要因素而言這更多地是基于實(shí)際制造的考慮。分界壁20、22優(yōu)選相對(duì)于每個(gè)沉箱17的前壁26分別向前延伸距離49、50，其中49是從前壁26到短分界壁20的遠(yuǎn)端的距離，而50是在相對(duì)側(cè)上從前壁26到長(zhǎng)分界壁22遠(yuǎn)端的距離，如圖4所示。
[0083]沉箱偏移69或交錯(cuò)距離是從一個(gè)沉箱17的前壁26到隨后的下一個(gè)沉箱17的前壁26的距離，這也是在下一個(gè)后續(xù)波浪發(fā)生器被起動(dòng)之前每個(gè)波浪段必須行進(jìn)的距離。在這方面，應(yīng)當(dāng)指出，交錯(cuò)效率與這樣的事實(shí)有關(guān)，即在具有相同沉箱偏移的一系列相同的沉箱中，相對(duì)其尺寸和覆蓋區(qū)域(footprint)，最有效的池設(shè)計(jì)是交錯(cuò)角等于剝離角，并且起始的沉箱17的變淺的距離53保持最小(從而允許波浪能夠形成和散開，同時(shí)避免在變淺的距離太短時(shí)會(huì)產(chǎn)生的反射波浪形成)。
[0084]優(yōu)選的交錯(cuò)角15可以這樣確定:交錯(cuò)角15可以是任何角度，但是一般而言，它不應(yīng)當(dāng)超過剝離角14。交錯(cuò)角15也可以隨著池I的寬度變化，但是優(yōu)選地，它是一個(gè)恒定的角度，如圖1所示。一般而言，在最大的交錯(cuò)效率的情況下，該交錯(cuò)角等于剝離角，然而，為了美學(xué)的結(jié)構(gòu)目的，或在希望變淺的距離53改變的情況下(例如，節(jié)省建造成本或滿足現(xiàn)場(chǎng)條件)，在交錯(cuò)角范圍內(nèi)的可變性是允許的。對(duì)交錯(cuò)角的極限范圍的限制如下:(1)如果交錯(cuò)角超過剝離角，則在某點(diǎn)，對(duì)于波浪散開距離的最小變淺距離53將變得太小，并且波浪將不會(huì)為沖浪目的而適當(dāng)?shù)厣㈤_；(2)如果交錯(cuò)角小于剝離角，則對(duì)于波浪13變淺的距離53變得太大，這會(huì)增加池的總尺寸和成本并且潛在地危害其經(jīng)濟(jì)可行性。
[0085]圖5是每個(gè)沉箱17b、17c、17d等的詳細(xì)視圖，其中優(yōu)選有兩個(gè)分界壁20、22在每個(gè)波浪發(fā)生器3b、3c、3d等的前面延伸，其中一個(gè)設(shè)置在每個(gè)空間的一側(cè)上。從前壁26到短分界壁20的遠(yuǎn)端49的距離優(yōu)選小于(在行進(jìn)方向)從前壁到長(zhǎng)分界壁22的遠(yuǎn)端50的距離，其是交錯(cuò)角和交錯(cuò)距離的函數(shù)?？梢钥吹?，在相鄰的波浪發(fā)生器3b、3c、3d之間，短分界壁20優(yōu)選與該系列中的前一個(gè)沉箱的長(zhǎng)分界壁22共享共同的壁，在優(yōu)選實(shí)施例中，可以看至IJ，每個(gè)沉箱17的長(zhǎng)分界壁22優(yōu)選由后續(xù)沉箱的側(cè)壁18 (沿著壁22的第一半)和該沉箱的短分界壁20的相反側(cè)(沿壁22的第二半)的組合形成。如圖所示，分界壁20、22的遠(yuǎn)端可以是錐形或尖形的，以在波浪段融合時(shí)允許更平滑的過渡。在這方面，由于混凝土不能制造得太薄，因此可以提供單獨(dú)的鋼或纖維玻璃外皮，并且其在壁20、22的遠(yuǎn)端向前延伸，形成變窄的或呈錐形的凸緣，這能夠有助于波浪段更平滑地匯合。
[0086]優(yōu)選地(如圖4所示)，當(dāng)交錯(cuò)角為45度時(shí)，交錯(cuò)寬度68基本上等于交錯(cuò)距離69。因此，當(dāng)每個(gè)沉箱17為4.0米寬時(shí)，則優(yōu)選的交錯(cuò)距離也將是4.0米。而且，短分界壁20優(yōu)選向前延伸與交錯(cuò)距離69大約同樣的距離，但是可以不必如此。并且，在這種情況下，短分界壁20在前壁26的前面向前延伸的距離49優(yōu)選是長(zhǎng)分界壁20在前壁26的前面向前延伸的距離50的大約一半，特別是，當(dāng)交錯(cuò)角為大約45度時(shí)。實(shí)際的距離優(yōu)考慮到交錯(cuò)角和交錯(cuò)距離，以及波浪段的高度和池I的深端5的深度，因?yàn)檫@些尺寸將確定波浪段行進(jìn)得有多快，并且因此分界壁20、22相對(duì)于前壁16應(yīng)當(dāng)向前延伸多遠(yuǎn)，以使波浪段能夠形成和展開特性。給定的尺寸和角度是優(yōu)選的，這僅僅是為了示例的目的；應(yīng)當(dāng)理解，可以利用其他距離和角度而不脫離本發(fā)明的目的。
[0087]本發(fā)明值得注意的方面是在每個(gè)沉箱17的前面，優(yōu)選由分界壁20、22形成多個(gè)波浪形成和匯合區(qū)。例如(如圖5所示)，在每個(gè)波浪發(fā)生器的正前面，優(yōu)選有波浪形成區(qū)30，并且然后剛好超過區(qū)30優(yōu)選有部分波浪匯合區(qū)52，并且然后剛好超過區(qū)52優(yōu)選有完整波浪匯合區(qū)54。每個(gè)區(qū)30、52和54優(yōu)選相對(duì)向下游到每個(gè)波浪發(fā)生器3的前壁26的距離和分界壁20、22從沉箱17向前延伸多遠(yuǎn)而定義。例如，波浪形成區(qū)30優(yōu)選從前壁26向前延伸到短分界壁20的遠(yuǎn)端，即，直到虛線56，而部分波浪匯合區(qū)52優(yōu)選從短分界壁20的遠(yuǎn)端延伸到長(zhǎng)分界壁22的遠(yuǎn)端，即，直到虛線58。完整波浪匯合區(qū)54則從長(zhǎng)分界壁22的遠(yuǎn)端向前延伸并且向前延伸到池I中，超過虛線58。
[0088]由每個(gè)波浪發(fā)生器3形成的每個(gè)波浪段優(yōu)選沿匯合線60匯合，該匯合線在波浪發(fā)生器3的任何一側(cè)上在每個(gè)分界壁20、22的前面向前延伸。正如將要討論的，與這個(gè)實(shí)施例有關(guān)的改進(jìn)是分界壁20、22在波浪段匯合區(qū)之前或期間如何影響由波浪發(fā)生器3產(chǎn)生的波浪段的形成和過渡。
[0089]第一波浪形成區(qū)30由前壁26形成其后部，由在每個(gè)波浪發(fā)生器3前面的兩個(gè)分界壁20、22形成其側(cè)面，并且在短分界壁20結(jié)束的點(diǎn)一如虛線56所示處形成前面。由于此實(shí)施例中的兩個(gè)分界壁20、22基本相互平行地延伸，并且在任一側(cè)上向前延伸，因此當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)，其能量基本上限制在兩側(cè)上(并且沿著底部和后面)，使得波浪段不延長(zhǎng)或展開，高度/幅度不減小，并且波浪能量基本守恒?？梢钥吹?，這個(gè)區(qū)30最初有助于限制波浪段的能量，使得它們能夠隨時(shí)間適當(dāng)?shù)厣煺梗⑶沂沟迷谂c其他波浪段在下游匯合之前，它們將不變長(zhǎng)或損失其能量的大部分或高度/幅度或形狀減小。
[0090]分界壁20、22的特性在于它們優(yōu)選基本相互平行地延伸，但在其他實(shí)施例中，它們可以“偏離平行”大到約20度或以下，正如將要討論的。通過以這種方式延伸兩個(gè)分界壁，能夠?qū)崿F(xiàn)下述優(yōu)點(diǎn):1)當(dāng)波浪段從波浪發(fā)生器3移動(dòng)通過前壁26并進(jìn)入?yún)^(qū)30中時(shí)，它需要時(shí)間和距離以在側(cè)面受限的但自由表面區(qū)內(nèi)適當(dāng)?shù)匦纬蛇m當(dāng)?shù)钠交牟ɡ诵螤睢７纸绫?0、22提供這種限制，同時(shí)自由表面波浪形狀發(fā)揮作用，換句話說，為了適當(dāng)?shù)匦纬善交纬傻牟ɡ诵螤?，在波浪行進(jìn)的方向10應(yīng)當(dāng)有與波浪發(fā)生器3緊密相鄰的自由表面過渡區(qū)，這個(gè)區(qū)由側(cè)壁限制并在底面和后部，但在頂部對(duì)空氣開口，從而將由波浪發(fā)生器3提供的初始的動(dòng)能/質(zhì)量輸送引導(dǎo)成由重力引起的具有適當(dāng)平滑的形狀的波浪段；2)當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)，它們基本上不伸長(zhǎng)，這能夠幫助防止波浪段在匯合區(qū)相互干擾或碰撞；和3)由于波浪段被限制，并且波浪段的能量基本上一致，因此它們的高度/幅度和形狀將保持基本相似，這有助于在波浪段最終匯合時(shí)保持它們處于基本不變的狀態(tài)——尺寸狀態(tài)、高度狀態(tài)、幅度狀態(tài)以及形狀狀態(tài)。
[0091]每個(gè)波浪段遇到的下一個(gè)區(qū)是部分波浪匯合區(qū)52，其特性在于一側(cè)上的分界壁22和在相對(duì)側(cè)上的暴露于水，其中該區(qū)52優(yōu)選從短分界壁20的遠(yuǎn)端(沿虛線56)延伸并且沿著長(zhǎng)分界壁22的遠(yuǎn)端(沿虛線58)結(jié)束。盡管該區(qū)52不具有在兩側(cè)上限制波浪段的兩個(gè)分界壁，但是通過該區(qū)52行進(jìn)的波浪段在相對(duì)側(cè)上通過在相同方向上沿匯合線60行進(jìn)的相鄰波浪段而被限制。也就是說，該區(qū)52的“開口”側(cè)將沿匯合線60被相鄰的波浪段(由該順序中在先的波浪發(fā)生器3形成)限制，該相鄰的波浪段以基本相同的速度、沿基本相同的方向行進(jìn)并且具有基本相同的尺寸和形狀，并且因而該波浪段的能量將基本保持在兩側(cè)上。因此，這些波浪段的匯合將有助于保持兩種波浪段的尺寸(高度/幅度)和形狀，其中，它們一起在池I中開始形成合成的波浪。雖然只有一個(gè)分界壁直接限制通過該區(qū)52的波浪段，但是當(dāng)來自該順序中前一個(gè)波浪發(fā)生器的相鄰波浪段的形成被定時(shí)并適當(dāng)?shù)嘏浜蠒r(shí)，這兩個(gè)波浪段將適當(dāng)?shù)匦纬刹⑷诤显谝黄?，使得它們的匯合將保持相對(duì)平滑并且產(chǎn)生很小的或不希望的負(fù)面影響，包括不希望的漩渦和流動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0092]波浪段將遇到的下一個(gè)(第三個(gè))區(qū)是完整波浪匯合區(qū)54，其特性在于在兩側(cè)上暴露于水，其中這個(gè)區(qū)54延伸超過長(zhǎng)分界壁22的遠(yuǎn)端，即超過虛線58。在波浪段的一側(cè)已經(jīng)初始地融合在區(qū)52之后，該區(qū)54中的波浪段將開始在相對(duì)側(cè)上融合，即與沿相同方向行進(jìn)的另一波浪段融合，其中兩個(gè)波浪段的匯合沿另一匯合線60發(fā)生在其對(duì)側(cè)上。由于不是在任何一側(cè)上都有分界壁，因此穿過該區(qū)54行進(jìn)的波浪段(已經(jīng)在穿過區(qū)52時(shí)在一側(cè)上融合)將開始在另一側(cè)上開始與該順序中的下一個(gè)波浪發(fā)生器3形成的下一個(gè)相鄰波浪段融合。并且，通過確保后續(xù)波浪段以基本相同的速度、以基本相同的方向行進(jìn)，并具有基本相同的尺寸和形狀，這個(gè)波浪段的能量將也被限制在兩側(cè)上，使得當(dāng)兩個(gè)波浪段匯合時(shí)，它們將繼續(xù)形成一致形狀的單個(gè)的漸進(jìn)式波浪13。
[0093]當(dāng)這些波浪段以這種方式融合在一起時(shí)，即，沿匯合線60與該系列中的其他波浪段首先在第一側(cè)上并且然后在相對(duì)側(cè)上融合，每個(gè)融合的波浪段的尺寸(高度/幅度)和形狀優(yōu)選保持基本不變，從而它們能夠共同形成一致尺寸和形狀的漸進(jìn)式波浪13。并且，由于每個(gè)相鄰的波浪段的尺寸和形狀被保留，因此這些波浪段的匯合保持基本光滑并無擾動(dòng)，其中可減少或消除不期望的交叉方向的、次生的(secondary)波浪形成、漩渦和流動(dòng)轉(zhuǎn)向，它們會(huì)負(fù)面影響波浪的生成和過渡。
[0094]由于波浪形成區(qū)30表示完全受限的區(qū)域，該區(qū)域的特性在于兩個(gè)分界壁20、22在每個(gè)沉箱17的前面延伸，因此可以看到，行進(jìn)通過空間30的波浪段的能量既不會(huì)消散也不會(huì)分散，并且由此該波浪段的尺寸(高度/幅度)和形狀在進(jìn)入?yún)R合區(qū)52和54之前將保持基本不變。因此，該區(qū)30優(yōu)選在波浪段融合之前使波浪段能夠適當(dāng)?shù)匦纬刹⑶曳乐共ɡ硕紊扉L(zhǎng)、皺縮(shrink)、坍縮(collapse)或損失能量等,從而當(dāng)波浪段匯合時(shí),在區(qū)52和54中匯合時(shí)也是一樣，沒有過多的湍流和擾動(dòng)，其中該波浪段的尺寸(高度/幅度)從一個(gè)波浪段到下一個(gè)波浪段將基本保持不變。
[0095]圖6示出具有分界壁70、72的替代實(shí)施例71，分界壁70、72具有相對(duì)于彼此高達(dá)20度或以下的減弱角——在每側(cè)上具有高達(dá)10度的減弱角。此實(shí)施例基本上類似于前面的實(shí)施例，其中它優(yōu)選具有沿相對(duì)深的端75延伸的波浪發(fā)生器73，具有相對(duì)于波浪83的前端或頂峰延伸的傾斜的交錯(cuò)角。它還優(yōu)選具有沿散開線79延伸的傾斜的海岸線77，該散開線79基本上平行于波浪發(fā)生器73延伸，這導(dǎo)致基本相同的剝離角和交錯(cuò)角。另一個(gè)區(qū)別是在池71的任何一側(cè)上的側(cè)壁74、76優(yōu)選以與分界壁70、72大致相同的角度延伸，即并非必須如此。
[0096]由于分界壁70、72之間存在減弱角，能夠看到，波浪發(fā)生器73和有關(guān)的沉箱87相互進(jìn)一步間隔開，并且需要總數(shù)更少的波浪發(fā)生器73跨相同的寬度安裝。這是因?yàn)?，使用成角度的分界?0、72，在每對(duì)分界壁70、72之間延伸的每個(gè)空間30和每個(gè)分界壁本身將更寬，并且由此每個(gè)波浪發(fā)生器73將進(jìn)一步間隔開。同樣，由于池71的總寬度的一部分被每個(gè)分界壁70、72的寬度所占據(jù)，因此將需要在相同的寬度內(nèi)安裝較少數(shù)目的波浪發(fā)生器。
[0097]在任何情況下，當(dāng)沿分界壁70、72存在減弱角時(shí)，正如在上面所討論的，當(dāng)波浪段向下游行進(jìn)時(shí)，該分界壁的角度可影響波浪段將怎樣發(fā)展和過渡，其中為了確保在池71內(nèi)可形成一致形狀的、漸進(jìn)式波浪83，優(yōu)選考慮下面的若干個(gè)因素:
[0098]首先，由于任何減弱角將使波浪段伸長(zhǎng)或展開，這反過來會(huì)產(chǎn)生橫向下行速度矢量(沿波浪83的下行寬度縱向延伸)，因此相鄰的波浪段會(huì)相互干擾和/或相互碰撞。因此，希望在必要的程度上限制減弱角以減少或甚至消除這種趨勢(shì)。通過限制減弱角，可降低每個(gè)波浪段的展開速度，其中，可限制會(huì)以其他方式形成不希望的擾動(dòng)和湍流(例如交叉方向的、次生的波浪形成、漩渦和流動(dòng)轉(zhuǎn)向)的附加波浪效果。
[0099]第二，要考慮的另一個(gè)因素是存在于波浪高度和其波浪速度之間的關(guān)系，其中，當(dāng)波浪較高時(shí)，波浪向前的速度也將增加。因此，當(dāng)波浪速度增加時(shí)，在波浪段沿減弱角伸長(zhǎng)時(shí)所產(chǎn)生的展開速度也將增加，從而使波浪段以較大的力相互干擾和/或碰撞，或者當(dāng)他們匯合時(shí)以較大的速度相互穿過。因此，當(dāng)波浪較高時(shí)，更大程度上限制減弱角變得更加重要，這有助于減少當(dāng)波浪段沿減弱角向下游行進(jìn)時(shí)可產(chǎn)生的橫向速度。
[0100]為此，當(dāng)波浪高度相對(duì)小時(shí)，分界壁之間允許的最大減弱角應(yīng)當(dāng)在約20度左右，而當(dāng)波浪段的高度相對(duì)高時(shí)，允許的最大減弱角應(yīng)當(dāng)更小，例如大約5度或以下。池底面的相對(duì)深度也會(huì)影響波浪速度，所以當(dāng)設(shè)計(jì)允許的減弱角時(shí)這是應(yīng)當(dāng)考慮的另一個(gè)因素。這些量只是近似的，并且由于波浪品質(zhì)可以是主觀的，因此這些量并非意在成為對(duì)允許的減弱角的特別限制。
[0101]第三，根據(jù)能量守恒原理，每當(dāng)波浪段被允許伸長(zhǎng)時(shí)，這必然意味著波浪的高度/幅度將大大降低，并且因此，要考慮的另一個(gè)因素是由于較高減弱角的緣故，波浪段的高度將被縮短的程度。也就是說，存在于分界壁70、72之間的減弱角越大，波浪段將伸長(zhǎng)越多，并且因此，波浪段的高度/幅度將減少越多，這也將減少合成的波浪83的高度/幅度。因此，當(dāng)減弱角太大時(shí)，為了產(chǎn)生相同尺寸的合成的波浪，波浪段在開始必需較高，這反過來將增大形成初始的波浪段所需要的能量的數(shù)量，這意味著波浪發(fā)生器將具有更大的能量和/或消耗更多的能量來實(shí)現(xiàn)相同尺寸的合成波浪。為此，重要的是考慮存在于分界壁70、72之間的減弱角，這有助于確保能夠保留合成波浪的高度/幅度。
[0102]第四，如上所述由于波浪發(fā)生器73被交錯(cuò)，因此可以看到，當(dāng)兩個(gè)相鄰的波浪段匯合時(shí)，兩個(gè)波浪段之一將比另一個(gè)波浪相對(duì)產(chǎn)生它的波浪發(fā)生器已經(jīng)向下游行進(jìn)得更遠(yuǎn)。并且，在這種情況下，由于減弱角將隨時(shí)間引起每個(gè)波浪段的高度/幅度縮短，即，隨著波浪段向下游行進(jìn)以特定的速率，因此兩個(gè)融合的波浪段的相對(duì)高度/幅度在他們匯合時(shí)將是不相等的。也就是說，當(dāng)波浪段融合在一起，一個(gè)波浪段比另一個(gè)波浪段從其出發(fā)點(diǎn)已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到更遠(yuǎn)的下游，并且因此，將比另一個(gè)波浪段具有減小得更多的高度/幅度，從而，當(dāng)兩個(gè)波浪段匯合時(shí)，兩個(gè)相鄰的波浪段之間將存在波浪高度差。因此，當(dāng)兩個(gè)波浪段融合在一起時(shí)，不僅存在寬度差，而且還存在波浪高度差，這可潛在地引起不希望的擾動(dòng)和湍流發(fā)生。
[0103]換句話說，由于交錯(cuò)角和每個(gè)波浪發(fā)生器按順序一個(gè)接著一個(gè)順序地起動(dòng)的需要，一個(gè)波浪段將比該系列中的另一個(gè)波浪段已經(jīng)向下游行進(jìn)得更遠(yuǎn)，在這種情況下，當(dāng)存在減弱角時(shí)，到它們進(jìn)入?yún)R合區(qū)時(shí)，一個(gè)波浪段將比另一個(gè)波浪段短。結(jié)果，到兩個(gè)相鄰的波浪段融合在一起時(shí)，將存在波浪高度/幅度差，其是兩個(gè)分界壁之間存在的減弱角的函數(shù)，會(huì)引起不希望的擾動(dòng)和湍流，例如不期望的交叉方向的、次生的波浪形成，漩渦和流動(dòng)轉(zhuǎn)向的發(fā)生。并且，當(dāng)波浪高度在開始較高時(shí)，波浪高度差也將增加，因此，將必須減小減弱角。
[0104]無論如何，雖然可存在于兩個(gè)分界壁之間的減弱角的允許量的特定的切斷點(diǎn)(cutoff point)可能是主觀的,但是很清楚,當(dāng)減弱角太大時(shí),和/或當(dāng)波浪行進(jìn)太快時(shí),或開始太高時(shí)，和/或當(dāng)交錯(cuò)角和/或距離太大時(shí)，等，相互干擾和/或相互碰撞的波浪段的結(jié)合和/或波浪高度差太大，都會(huì)使可能無法產(chǎn)生適合于沖浪的高品質(zhì)漸進(jìn)式波浪。因此，本發(fā)明設(shè)想在設(shè)計(jì)這種類型的波浪池時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮上述因素，其中會(huì)產(chǎn)生的過多湍流和擾動(dòng)的量至少部分依據(jù)存在于兩個(gè)分界壁之間的減弱角。
[0105]根據(jù)上述內(nèi)容，當(dāng)波浪段等于或小于約1.0米高時(shí)，優(yōu)選的最大的減弱角為大約20度或以下。并且，當(dāng)波浪段在大約1.0米至2.0米高之間時(shí)，優(yōu)選的最大減弱角將根據(jù)實(shí)際的波浪高度在大約10至20度之間。并且，當(dāng)波浪段高于2.0米時(shí)，優(yōu)選的最大減弱角將根據(jù)實(shí)際的波浪高度在大約5至10度之間。將這些參數(shù)規(guī)定為基于上面所討論的因素的近似值，但是與沖浪的品質(zhì)有關(guān)的其他變量也會(huì)起作用并影響這些參數(shù)，包括基于沖浪者的技術(shù)水平的主觀因素，以及交錯(cuò)角、交錯(cuò)距離、池底深度、波浪段在分界壁之間必須行進(jìn)的距離以及由波浪發(fā)生器產(chǎn)生波浪段的方式等。
[0106]下面將在一些數(shù)學(xué)公式的背景下討論這些參數(shù)，這些參數(shù)涉及上面所討論的波浪伸長(zhǎng)L1、L2和L3，波浪高度差H1、H2和H3以及波速度和匯合速度差。因此，圖7示出表示沉箱87的前壁26在形成波浪段的點(diǎn)的寬度的弧長(zhǎng)(或?qū)挾?“LI”，并且因此LI表示在波浪段形成時(shí)，該波浪段的縱向側(cè)近似弧長(zhǎng)(或?qū)挾?。于是，當(dāng)波浪段沿著方向90向下游行進(jìn)時(shí)，并由于用角度“a”所示的分界壁70、72之間的減弱角而伸長(zhǎng)時(shí)，當(dāng)它到達(dá)短分界壁70的遠(yuǎn)端時(shí)，它將已經(jīng)伸長(zhǎng)到近似的弧寬度“L2”。于是，當(dāng)波浪段在方向90繼續(xù)向下游行進(jìn)，并繼續(xù)伸長(zhǎng)，當(dāng)它到達(dá)長(zhǎng)分界壁72的遠(yuǎn)端時(shí)，它將已經(jīng)伸長(zhǎng)到近似的弧寬度“L3”。
[0107]在這一點(diǎn)，在L2和L3之間，能夠看到每個(gè)波浪段將只遇到一個(gè)分界壁72，S卩，波浪段的另一側(cè)將暴露在水中，并且與該順序中幫助限制另一側(cè)的相鄰的波浪段匯合。如果所有其他因素均相同，則從弧寬L2到L3的總的伸長(zhǎng)可以僅僅是從LI到L2的伸長(zhǎng)的一半，這是由于以下事實(shí):即只有一側(cè)具有分界壁，而另一側(cè)暴露在水中，與相鄰的波浪段匯合，因此不伸長(zhǎng)。
[0108]在大多數(shù)實(shí)施例中，LI和L2之間的下游距離不可能與L2和L3之間的下游距離相同，在這種情況下，它們之間的比例將是不確切的。事實(shí)上，當(dāng)存在大約45度的交錯(cuò)角時(shí)，可以看到長(zhǎng)分界壁72從前壁26向前延伸的距離可以大于短分界壁70從前壁26向前延伸的距離的兩倍，即該交錯(cuò)距離69大于交錯(cuò)寬度68。這同樣是因?yàn)槊總€(gè)分界壁占據(jù)更多的寬度。
[0109]圖8示出并標(biāo)識(shí)出各種因素和與公式有關(guān)的關(guān)系，這些公式用來確定沿匯合區(qū)形成的波浪段弧長(zhǎng)(寬)和高度差以及展開速度差。例如，正如上面所討論的，值“LI”是波浪段形成時(shí)的近似弧寬，而值“L2”(或“L3”)是距離沉箱87 “D”處發(fā)生的波浪段的近似弧寬。角度“a”是分界壁70、72之間以弧度為單位的減弱角，“R1”是從角度“a”的頂點(diǎn)到“LI”的距離，而“R2”(或“R3”)是從角度“a”的頂點(diǎn)到“L2”(或“L3”)的距離。還可以看到，Rl加D等于R2。
[0110]參考圖9，由于分界壁70、72的減弱角和波浪段的伸長(zhǎng)，可以看到，當(dāng)波浪段在相等深度的底部向下游前進(jìn)時(shí)，每個(gè)波浪段91、92的高度將繼續(xù)沿分界壁減小。例如，圖9的上圖示出當(dāng)波浪段向下游前進(jìn)時(shí)，由第一個(gè)波浪發(fā)生器73a產(chǎn)生的波浪段91與波浪段的相對(duì)高度(在91的H1、在91a的H2和在91b的H3)的時(shí)間推移圖。在每種情況下，可以看到Hl比H2高、H2比H3高，這表示當(dāng)波浪段91向前行進(jìn)時(shí)其高度隨時(shí)間減小。下圖示出由相鄰的下游波浪發(fā)生器73b產(chǎn)生的另一波浪段92以及當(dāng)該波浪段前進(jìn)時(shí)波浪段92的相對(duì)高度(包括在92的Hl、在92a的H2、在92b的H3)的時(shí)間推移圖。同樣，在每種情形下，Hl比H2高并且H3比H2高。
[0111]在該圖中，“H1 ”表示波浪形成時(shí)的初始浪高(它具有對(duì)應(yīng)的橫向弧寬LI )，“H2”表示在波浪段經(jīng)過短分界壁70的遠(yuǎn)端時(shí)該波浪段的高度(其中該波浪段具有對(duì)應(yīng)的橫向弧寬L2)，而“H3”表示在波浪段經(jīng)過長(zhǎng)分界壁72的遠(yuǎn)端時(shí)該波浪段的高度(其中該波浪段具有對(duì)應(yīng)的橫向弧寬L3)。
[0112]同時(shí)，當(dāng)由波浪發(fā)生器73b形成的波浪段92 (如圖9的下部圖所示)與由在前的波浪發(fā)生器73a在先形成的波浪段91 (其顯示在上部圖中)匯合時(shí)，由波浪發(fā)生器73b形成的波浪段92將具有與波浪發(fā)生器73a形成的相鄰波浪段91不同的高度。也就是說，當(dāng)波浪段91b可以具有H3的高度(如上部圖中的實(shí)線所示以及下部圖中H2下的虛線所示)時(shí)，波浪段92a具有H2的高度，因此在匯合點(diǎn)這兩個(gè)波浪段之間存在波浪高度差。同樣，當(dāng)波浪段92b (由波浪發(fā)生器73b形成)在更下游并且具有高度H3時(shí)，隨后的下一個(gè)波浪段(由隨后的下游波浪發(fā)生器產(chǎn)生——未示出)將具有H2的高度，在它們匯合時(shí)，H2高于H3 (H2用虛線示出，H3用實(shí)線示出，H2在H3上方)。在每個(gè)波浪發(fā)生器73的前面將重復(fù)同樣的情形。
[0113]正如所看到的，當(dāng)波浪段真正匯合時(shí)，這兩個(gè)波浪段的相對(duì)高度將不同，其中由該序列中的在先波浪發(fā)生器產(chǎn)生的波浪段將低于由該序列中的后續(xù)波浪發(fā)生器產(chǎn)生的波浪段。也就是說，在相鄰的融合的波浪段之間，由在先的波浪發(fā)生器產(chǎn)生的波浪段將處于H3，而同時(shí)由后續(xù)波浪發(fā)生器產(chǎn)生的波浪段將處于H2。這意味著當(dāng)存在減弱角(在分界壁70、72中)時(shí)，沿匯合線也將有存在于每對(duì)波浪段之間的高度差。
[0114]根據(jù)上述因素，關(guān)于形成的波浪段，可以進(jìn)行關(guān)于橫向弧寬度差(弧寬度L1、L2和L3)和波浪高度差(H1、H2和H3)的以下假設(shè):
[0115]首先，如圖8所示，為了確定橫向弧寬度差，假定沉箱寬度LI基本上等于Rl乘以以弧度為單位的“a”，并且假設(shè)弧寬L2 (或L3)等于R2 (或R3)乘以以弧度為單位的“a”。并且假設(shè)距離D是從LI到L2 (或L3)的距離，或等于R2 (或R3)-R1。并且根據(jù)上述內(nèi)容，可以假設(shè)下述近似:弧寬度L2 (或L3)等于沉箱寬LI加距離D乘以以弧度為單位的“a”，或者換句話說，L2 (或L3)=L1+ (DXa)。
[0116]因此，為了確定相對(duì)弧寬度L1、L2或L3和距離D和角度“a”的浪高H1、H2和H3，可以進(jìn)行下面的附加假設(shè):第一，每單位頂峰寬度的波浪能量與波浪高度的平方成正比，BP, E:1H20第二，能量守恒則給出L1XH12=L2XH22 (=L3XH32)。第三，得到的公式是:Hl/H2= V(l+aXD/Ll)。注意 ，這假定在距離D上具有相等的深度。
[0117]下面的示例將假定沉箱寬度LI是4.0米，并且初始浪高為1.0米，底面深度為2.0米，這意味著向前的波浪速度大約是5.42米/秒,或17.8英尺/秒。這基于這樣的事實(shí)，即對(duì)于實(shí)際上接近于單個(gè)波浪(即，具有比較高的Ursel數(shù)的cnoidal波)的沖浪波的產(chǎn)生，可以使用關(guān)于波浪幅度和水深的以下近似:波速C= V &\(八+1!))，其中(:是波速4是重力加速度(其為9.81米每秒平方)，A是波浪幅度，以及h是水深。既然沖浪波實(shí)際上接近于單個(gè)波浪(即，具有相對(duì)高的Ursel數(shù)目的cnoidal被)，幅度A是浪高的高百分比(頂峰之間無太大的槽)，那么我們也可將波速近似為接近C= V (gX(H+h))。
[0118]下面將提供描述的其他假設(shè)。
[0119]1.基本平行的分界壁:
[0120]當(dāng)分界壁20、22完全相互平行時(shí)，角度“a”為零，距離D和LI每個(gè)假設(shè)為4.0米(這是根據(jù)交錯(cuò)角為45度并且LI為沉箱寬度67的假設(shè)值)。因此，可以得到以下結(jié)果:
[0121]第一，參考圖5，L2基本等于LI (不考慮分界壁20、22的厚度或錐度)，所以從LI到L2存在很小或不存在波浪段橫向下行或弧寬的伸長(zhǎng)或增加。同樣，L3基本等于LI，所以從L2到L3存在很小或不存在波浪段的伸長(zhǎng)。
[0122]第二，H1/H2= V (l+((4/4)Xa)))=1.0，并且因此，可以看到，在LI和L2的浪高大致相同，即Hl基本等于L2，并且因此，當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)，將保持其高度。對(duì)于浪高H2到H3也是一樣。例如，如果波浪段在開始時(shí)浪高為1.0米，當(dāng)它從Hl前進(jìn)到H2到H3時(shí)，將基本上保持1.0米。為此，理想的條件是分界壁20、22基本上相互平行，如圖5所示，但是，如果希望的話，分界壁20、22的遠(yuǎn)尖端可以是錐形的，以形成尖端使波浪段能夠更平滑地匯合以及過渡。
[0123]進(jìn)一步根據(jù)這些結(jié)果和由基本上平行的分界壁20、22提供的理想條件，參考圖10，其示出當(dāng)由波浪發(fā)生器3形成的波浪段向下游行進(jìn)時(shí)，波浪段呈現(xiàn)出來的柵格圖形。正如可看到的，由每個(gè)波浪發(fā)生器3形成的每個(gè)波浪段基本上保持相同的寬度和長(zhǎng)度，由此保持相同的形狀，即便在它們?nèi)诤系揭黄鹬?，其中?dāng)單個(gè)的合成的漸進(jìn)性波浪朝著海岸線7行進(jìn)時(shí)，他們基本保持相同的寬度和長(zhǎng)度以及形狀穿過池的長(zhǎng)度。關(guān)于圖10的額外細(xì)節(jié)及其與圖11和12的比較將在后面討論。
[0124]2.具有一定減弱角的分界壁:
[0125]當(dāng)分界壁70、72具有任意減弱角或偏離平行到任意程度時(shí)，波浪發(fā)生器73必然被進(jìn)一步間隔開，并且因此，如在圖6中可以看到的，當(dāng)交錯(cuò)角固定時(shí)，例如45度，長(zhǎng)分界壁72相比之前的實(shí)施例1的長(zhǎng)分界壁22進(jìn)一步向下游延伸。也就是，當(dāng)存在任何減弱角時(shí)，分界壁本身跨池的寬度71占據(jù)更多的寬度，并且因此，當(dāng)沉箱87以同樣的交錯(cuò)角，即45度角延伸時(shí)，在每個(gè)沉箱87前面的長(zhǎng)分界壁72將必然不得不進(jìn)一步向下延伸以占據(jù)分界壁70,72的額外寬度。并且，在這種情況下，僅僅為了說明的目的，長(zhǎng)分界壁72相比短分界壁70向下游延伸的量將估計(jì)為大約Dl加Dl的三分之一，其可能是以下情形:當(dāng)交錯(cuò)角為大約45度并且減弱角為大約10度時(shí)，其中Dl是從沉箱87的前壁26下游到短分界壁70的遠(yuǎn)端的距離。因此，當(dāng)Dl為4.0米時(shí)，則在Dl=Ll時(shí)，D2假設(shè)為大約9.3米，其中D2是從沉箱87的前壁26到長(zhǎng)分界壁72的遠(yuǎn)端的距離。當(dāng)然，當(dāng)減弱角更大或交錯(cuò)角變化時(shí)，這個(gè)數(shù)字也將改變，但是在這些示例中，假定D2保持不變，即9.3米，這意味著當(dāng)減弱角變化時(shí)，交錯(cuò)角也將變化。
[0126]同樣，交錯(cuò)距離69 (即從一個(gè)沉箱87的前壁26下游延伸到后續(xù)的下一個(gè)沉箱87的前壁26的距離)也將不得不增加大約相同的量。這是因?yàn)橥瑯拥睦碛?，即?dāng)存在任何減弱角時(shí)，分界壁本身跨池71占據(jù)額外的寬度，并且因此，當(dāng)沉箱87沿相同的交錯(cuò)角即45度角延伸時(shí)，一個(gè)沉箱87的前壁26將必然不得不進(jìn)一步向下游延伸以占據(jù)分界壁70、72的額外寬度。
[0127]這些因素表明當(dāng)存在減弱角時(shí)，與LI和L2以及Hl和H2相比，在L2和L3之間將存在更大的波浪段弧寬差，以及在H2和H3之間將存在更大的浪高差。同時(shí)，如圖6至9所示，可以看到，在L2和L3之間以及在H2和H3之間，僅僅存在一個(gè)影響每個(gè)波浪段的弧寬和高度的分界壁即72，因此，為了精確，總差值(弧寬和高度)將僅需要考慮一側(cè)。盡管如此，為了分析的目的，將假定沿一側(cè)存在的伸長(zhǎng)和浪高差值總體上大約相同，而不管另一側(cè)是否被相鄰的波浪段限制。
[0128]3.具有10度減弱角的分界壁和1.0米的波浪高度:
[0129]當(dāng)分界壁70、72具有總的10度減弱角，即每側(cè)5度時(shí)，以幅度為單位的角度“a”為0.1745，D和LI假定為4.0米。根據(jù)這些假定，可以獲得關(guān)于L2的以下結(jié)果:L2=4+ (4X0.1754)=4.69 米，其增加了約 0.7 米。
[0130]這表明通過從沉箱87延伸到短分界壁70的遠(yuǎn)端或從LI延伸到L2的第一區(qū)30，波浪段將伸長(zhǎng)約0.7米，這大約為2.3英尺(每側(cè)上1.15英尺)，即從4.0米到約4.7米。也就是說，盡管波浪段以4.0米的弧寬開始，但是當(dāng)它行進(jìn)到短分界壁70的遠(yuǎn)端時(shí)，波浪段將已經(jīng)延長(zhǎng)到大約4.7米的弧寬。[0131]這意味著，如果波浪段以5.24米/秒的速度行進(jìn)，并且穿過該區(qū)30行進(jìn)的距離是
4.0米，那么將花費(fèi)少于大約I秒的時(shí)間即0.74秒來行進(jìn)該距離(以5.42米/秒的速度行進(jìn)4.0米)。因此，每個(gè)波浪段在匯合點(diǎn)的橫向展開速度在每側(cè)上大約是0.47米/秒，這是每個(gè)波浪段伸長(zhǎng)的速度(基于0.35米除以0.74秒)。因此，當(dāng)兩個(gè)波浪段匯合時(shí)，它們將以大約0.95米/秒的結(jié)合匯合速度(0.47米/秒乘2)碰撞/干擾。
[0132]至于波浪的高度，在該示例中，開始的波浪高度假定為1.0米高，不過這個(gè)量可以根據(jù)情況在大約2.0英尺到大約3.0至4.0米或以上之間變化。并且，給定的以弧度為單位的角度“a”是0.1745，并且D和LI假定為4.0米，得到以下結(jié)果:Hl/H2= V (1+((4/4) Χ0.1745)))=1.0837。
[0133]這意味著，當(dāng)波浪段行進(jìn)通過第一區(qū)30時(shí)，波浪段的高度將下降大約1.0837的比率(H1/H2)，這意味著如果Hl在LI以1.0米開始，那么H2在L2將以大約0.98米結(jié)束，這下降約0.077米或3.3英寸。這表示發(fā)生在區(qū)30中(即在波浪段融合在一起之前)的波浪段的高度下降(基于10度減弱角)。因此，關(guān)于在池71的實(shí)施例中產(chǎn)生的每個(gè)波浪段，這是可以預(yù)計(jì)到發(fā)生的。
[0134]要考慮的一個(gè)附加因素是由于波浪高度已經(jīng)下降約3.3英寸，因此以5.42米/秒開始的波浪速度在波浪段到達(dá)短分界壁20的遠(yuǎn)末端時(shí)將減慢到約5.35米/秒，其中波浪段的橫向展開速度將稍稍減小，即從大約0.95米/秒減小到大約0.92米/秒，或每側(cè)減小到大約0.46米/秒。雖然這有助于減小碰撞/干擾瞬間的沖擊力，但是從其總的效果角度看，這種變化是相對(duì)不明顯的。
[0135]盡管如此，由于存在引起波浪段沿下游路徑在不同位置融合的交錯(cuò)角，首先，在第一側(cè)上，然后在相對(duì)側(cè)上，因此需要確定在點(diǎn)L2和L3的弧寬度和波浪高度差，其中在L2的D2等于4.0米，在L3的D3估計(jì)為約9.3米，這再一次考慮到沉箱87的交錯(cuò)角。根據(jù)上述內(nèi)容，可以得到以下結(jié)果:
[0136]首先，相對(duì)波浪段的伸長(zhǎng)的弧寬，當(dāng)波浪段到達(dá)長(zhǎng)分界壁72的遠(yuǎn)端或第二區(qū)52的末端時(shí)，L3 將為:L3=4+ (9.3X0.1754)=5.62 米。
[0137]這表明通過第一區(qū)30和第二區(qū)52，從沉箱87延伸到長(zhǎng)分界壁72的遠(yuǎn)端，該波浪段將伸長(zhǎng)總共大約1.62米(除了這種情況之外，第二區(qū)52中的一側(cè)將被相鄰的波浪段限制，而在相對(duì)側(cè)上，波浪段將伸長(zhǎng)約0.81米)。因此，如果波浪段用大約1.72秒的速度行進(jìn)此距離(以5.42米/秒的速度行進(jìn)9.3米)，則在該側(cè)上的橫向展開速度將為大約0.47米/秒，這是該波浪段匯合時(shí)將伸長(zhǎng)的速度。因此，當(dāng)兩個(gè)波浪段匯合時(shí)，它們將以約0.94米/秒或大約3英尺/秒的結(jié)合的匯合速度碰撞/干擾(不考慮浪高的變化)。
[0138]至于波浪段的高度，在開始的波浪高度為1.0米并且以弧度為單位的角度“a”是0.1745的情況下，假定D為9.3米，可以得到以下結(jié)果:H1/H3= V (1+((9.3/4) X0.1745)))=1.1856。在這種情況下，可以看到當(dāng)波浪段從沉箱87行進(jìn)到第二區(qū)52的末端時(shí)，它將下降大約1.1856的比率，這意味著，如果Hl在LI以1.0米開始，則在L3H3將為大約0.843米，其下降約0.156米或大約5.1英寸。這表示基于10度的減弱角當(dāng)波浪段從沉箱87行進(jìn)通過第一區(qū)30和第二區(qū)52時(shí)每個(gè)波浪段高度的下降。
[0139]同時(shí)，由于波浪段的高度已經(jīng)減少約5.1英寸，因此以5.42米/秒開始的波浪速度在波浪段到達(dá)長(zhǎng)分界壁72的遠(yuǎn)末端時(shí)將降低到大約5.28米/秒，其中該波浪段的橫向下行展開速度也將稍稍減小，即從大約0.94米/秒減小到大約0.91米/秒或每側(cè)上大約
0.46米/秒。雖然這有助于減小波浪段匯合的瞬間所施加的沖擊力，但是從其對(duì)波浪段的影響的角度看，這種變化是相對(duì)不明顯的。
[0140]上述所有內(nèi)容表明當(dāng)波浪段沿匯合線60融合在一起時(shí)，一個(gè)波浪段將是大約
0.92米高，而另一個(gè)波浪段將是大約0.843米高，高度差為大約0.08米或大約3.15英寸。也即是說，當(dāng)波浪段匯合時(shí)，一個(gè)波浪段將比另一個(gè)波浪段高大約3.15英寸，這會(huì)引起輕微的擾動(dòng)和湍流發(fā)生。盡管如此，由于橫向展開速度(其往往引起波浪段以大約0.92米/秒的速度碰撞/干擾)和總共大約3.15英寸的高度差的結(jié)合，可以看到在10度的減弱角和
1.0米的浪高下，擾動(dòng)和湍流的量將是不明顯的，其中可以充分地形成波浪并且波浪可以足夠平滑以達(dá)到?jīng)_浪的目的。
[0141]4.具有20度減弱角的分界壁和1.0米的浪高:
[0142]當(dāng)分界壁70、72具有20度減弱角(或每側(cè)上偏離平行10度)時(shí)，以弧度為單位的角度“a”將為0.3491。D和LI假設(shè)為4.0米。根據(jù)這些假設(shè)，獲得關(guān)于L2的以下結(jié)果:L2=4+(4X0.3491)=5.396 米。
[0143]這表明通過第一區(qū)30或從LI到L2，波浪段將伸長(zhǎng)約1.4米或約4.6英尺(每側(cè)上
2.3英尺)，所以在波浪段行進(jìn)到短分界壁70的遠(yuǎn)端時(shí)，該波浪段將已經(jīng)伸長(zhǎng)或展開到大約
5.4 米。
[0144]這意味著，如果波浪段花0.74秒行進(jìn)該距離(5.42米/秒行進(jìn)4.0米)，則每側(cè)上的橫向展開速度將為大約0.94米/秒或大約3英尺/秒，這是每個(gè)波浪段在每側(cè)上伸長(zhǎng)的速度，其具有大約1.88米/秒或大約6英尺/秒(其是波的前進(jìn)速度的三分之一)的結(jié)合的橫向展開速度或匯合速度。
[0145]盡管如上所述波浪高度的下降將往往稍微降低波浪速度，并降低波浪段的橫向下行速度，但是這不應(yīng)當(dāng)對(duì)波浪段的相關(guān)速度有顯著的影響。
[0146]開始的波浪高度假定為1.0米，并且，假定以弧度為單位的角度“a”是
0.3491，并且D和LI假定為4.0米，則可以獲得關(guān)于波浪高度差的以下結(jié)果:Hl/H2= V (1+((4/4) X0.3491)))=1.1615。這意味著當(dāng)波浪段行進(jìn)通過第一區(qū)30時(shí)，波浪段的高度將下降約1.1615的比率(H1/H2)，這意味著如果Hl在LI以1.0米開始，則在L2H2將是大約0.86米，下降了約0.14米或約5.5英寸。這表示基于20度的減弱角和開始的波浪高度1.0米在區(qū)30中波浪段融合在一起之前發(fā)生的每個(gè)波浪段高度的下降。
[0147]此外，盡管要考慮的另一個(gè)因素是由于波浪高度下降引起的波浪速度的減小，從大約每秒5.42米減小到大約每秒5.30米,這將結(jié)合的橫向展開速度從大約每秒1.88米減小到大約每秒1.85米，但是從對(duì)波浪段的總的影響的角度看，這種變化是相對(duì)不顯著的。因此，為了下文計(jì)算的目的，可以略去這個(gè)步驟，因?yàn)榧俣ù艘蛩氐挠绊懯遣伙@著的。
[0148]由于存在引起波浪段沿下游路徑在兩個(gè)不同的位置融合的交錯(cuò)角，首先，在第一側(cè)上匯合，并且然后在相對(duì)側(cè)上匯合，因此有必要確定在點(diǎn)L2和L3的弧寬和波浪高度差，其中D2 (在L2)等于4.0米，D3 (在L3)估計(jì)為9.3米。根據(jù)上述內(nèi)容，可以得到以下結(jié)果:
[0149]首先，當(dāng)波浪段到達(dá)第二區(qū)52的末端時(shí)，L3將如下:L3=4+(9.3X0.34591)=7.22米。這表明通過區(qū)30和52，該波浪段將伸長(zhǎng)大約3.22米或大約10.6英尺(除了這種情況之外，第二區(qū)52的一側(cè)將被相鄰的波浪段限制，而在相對(duì)側(cè)上，波浪段將伸長(zhǎng)總共約1.61米或約5.3英尺)。因此，如果波浪段用大約1.72秒行進(jìn)該距離(以每秒5.42米行進(jìn)9.3米)，則該側(cè)上的橫向速度將為大約每秒0.94米或大約每秒3英尺，其是大約為1.87米/秒或大約6.0英尺/秒的結(jié)合的橫向展開速度(不考慮由于伸長(zhǎng)引起的波浪段高度的減小)。
[0150]在開始的波浪高度為1.0米并且以弧度為單位的角度“a”仍然是0.34591的情況下，并且假設(shè)D為9.3米，可以獲得以下結(jié)果:H1/H3= V (1+((9.3/4) X0.34591)))=1.343。在這種情況下，通過第二區(qū)52時(shí)，波浪段將下降大約1.343的比率，這意味著，如果Hl在LI以1.0米開始，然后在L3的H3將是大約0.745米，其下降約0.26米或約10英寸。這表示當(dāng)波浪段行進(jìn)通過第一區(qū)30和第二區(qū)52時(shí)，每個(gè)波浪段基于20度的減弱角的高度的下降。
[0151]當(dāng)波浪段沿匯合線60匯合在一起時(shí)，一個(gè)波浪段將是大約0.86米高，而另一個(gè)波浪段將是大約0.745米高，高度差是大約0.12米或大約4.5英寸。也就是說，一個(gè)波浪段比另一個(gè)波浪段高大約4.5英寸，這會(huì)引起一些擾動(dòng)和湍流發(fā)生。
[0152]基于上述內(nèi)容，可以看到，大約每秒1.80米的碰撞/干擾速度和大約4.5英寸的波浪高度差會(huì)引起一些不希望的擾動(dòng)和湍流發(fā)生，根據(jù)希望的用于沖浪的波浪的品質(zhì)，這可能使得20度的減弱角具有1.0米的波浪高度是不能接受的。
[0153]5.具有30度減弱角的分界壁和1.0米的波浪高度
[0154]當(dāng)分界壁70、72偏離平行30度時(shí)，以弧度為單位的角度“a”為0.5236，距離D和LI將為4.0米，并且根據(jù)這些假設(shè)，L2=4+(4X0.5236)=6.09米。
[0155]這表示通過第一 區(qū)30，波浪段將伸長(zhǎng)約2.09米或約6.9英尺(每側(cè)上3.4英尺以上)，這意味著，如果波浪段用大約0.74秒行進(jìn)該距離(以每秒5.42米行進(jìn)4.0米)，則每側(cè)上的橫向展開速度將為大約每秒1.41米，其中結(jié)合的橫向展開速度或匯合速度將為大約每秒2.82米，大于波浪的前向下游速度的二分之一。
[0156]開始的波浪高度將為1.0米，并且，假定以弧度為單位的角度“a”是0.5236，并且D和LI為4.0米，獲得以下結(jié)果:H1/H2= V (1+((4/4) X 0.5236))) =1.2343。這意味著，當(dāng)波浪段行進(jìn)通過第一區(qū)30時(shí)，波浪段將下降約1.2343的比率，這意味著如果Hl在LI以1.0米開始，H2在L2將是大約0.81米，下降約0.19米或7.5英寸。這表示基于30度的減弱角通過第一區(qū)30的每個(gè)波浪段的高度的下降。
[0157]由于存在使波浪段在兩個(gè)不同的位置匯合的交錯(cuò)角，首先，在第一側(cè)上匯合，并且然后在相對(duì)側(cè)上匯合，因此有必要確定在L2和L3的弧寬和波浪高度差，其中D2 (在L2)等于4.0米，D3 (在L3)被估計(jì)為約9.3米。根據(jù)以上內(nèi)容，可以得到以下結(jié)果:
[0158]首先，在波浪段到達(dá)第二區(qū)52的末端時(shí)，L3將如下:L3=4+(9.3X0.5236) =8.87米。這表示通過區(qū)30和52，該波浪段將伸長(zhǎng)大約4.87米或15.8英尺，即其原始弧寬的兩倍以上，除了這種情況，第二區(qū)52內(nèi)的一側(cè)將伸長(zhǎng)約2.43米。
[0159]如果波浪段花1.72秒時(shí)間行進(jìn)該距離(以每秒5.42英尺行進(jìn)9.3米)，則在該側(cè)上的橫向展開速度將是大約每秒1.41米或每秒4.64英尺，具有的結(jié)合的展開速度或匯合速度為大約2.82米/秒。
[0160]在開始的波浪高度為1.0米，以弧度為單位的角度“a”是0.5236的情況下，并且假定D為9.3米，可以得到如下結(jié)果:H1/H3= V (1+((9.3/4) X0.5236))) =1.489?在這種情況下，當(dāng)波浪段行進(jìn)通過第二區(qū)52時(shí)，波浪段的高度將下降大約1.489的比率，這意味著，如果Hl在LI以1.0米開始，則在L3的H3將是大約0.67米，下降大約0.33米或12.9英寸。
[0161]以上內(nèi)容表示當(dāng)波浪段沿匯合線60融合在一起時(shí)，一個(gè)波浪段將是大約0.81米高，而另一個(gè)波浪段將是大約0.67米高，高度差是大約0.14米或大約5.5英寸。因此，一個(gè)波浪段比另一個(gè)波浪段高大約5.5英寸，這會(huì)引起不想要的擾動(dòng)和湍流以及漩渦和流動(dòng)轉(zhuǎn)向的發(fā)生。
[0162]根據(jù)上述內(nèi)容，可以看到，橫向展開速度或匯合速度(引起波浪段以大約每秒2.67米或大約每秒8.76英尺的速度碰撞/干擾)和大約5.5英寸的波浪高度差的結(jié)合會(huì)引起一些不希望的擾動(dòng)和湍流發(fā)生，這對(duì)于沖浪的目的可能是不能接受的。
[0163]總之，當(dāng)存在任何減弱角時(shí)，波浪段的橫向弧寬和展開速度將增加，其中波浪段的高度將減小，其中當(dāng)兩個(gè)相鄰的波浪段向前前進(jìn)時(shí)，由于行進(jìn)距離的差異，相鄰波浪段的弧長(zhǎng)和浪高將以不同的值結(jié)束，使得當(dāng)它們匯合時(shí)，如果減弱角足夠大，則波浪段將很難適當(dāng)?shù)厝诤弦援a(chǎn)生平滑形狀的漸進(jìn)性波浪。更具體地說，當(dāng)波浪段以LI的弧寬和Hl的浪高開始時(shí)，并且然后當(dāng)它與另一個(gè)波浪段融合時(shí)，一個(gè)波浪段具有L2的弧寬，而另一個(gè)具有L3的弧寬，同樣，一個(gè)波浪段具有H2的浪高，而另一個(gè)具有H3的浪高，于是當(dāng)它們匯合時(shí)，這種差異將引起附加的擾動(dòng)和湍流發(fā)生。同樣，當(dāng)橫向弧寬隨時(shí)間增加時(shí)，這趨向于引起每個(gè)相鄰波浪段相互碰撞，即當(dāng)它們形成十字交叉時(shí)，這可能引起相當(dāng)大的擾動(dòng)和湍流發(fā)生，這種擾動(dòng)和湍流對(duì)于產(chǎn)生平滑的沖浪波浪來說可能太大。
[0164]6.具有20度減弱角的分界壁和2.0米的波浪高
[0165]當(dāng)波浪為2.0米高并且底面的深度為4.0米時(shí)，向前的波浪速度可以確定如下:波浪速度C= V (gX (H+F))或C= V (9.81 X (2+4))，其等于每秒7.67米或每秒25.2英尺。因此，波浪段向前的速度將為大約每秒7.67米，這比1.0米高的波浪的速度幾乎快50%。
[0166]當(dāng)利用具有20度減弱角的分界壁時(shí)，在2.0米浪高的情況下得到如下結(jié)果:
[0167]當(dāng)分界壁20、22具有20度減弱角時(shí)，L2=4+(4X0.3491)=5.396米，這表示波浪段將伸長(zhǎng)總共大約1.4米或4.6英尺(每側(cè)上2.3英尺)，即從4.0米伸長(zhǎng)到5.4米。這意味著，如果波浪段用大約0.52秒時(shí)間行進(jìn)這個(gè)距離(以每秒7.67米的速度行進(jìn)4.0米)，則每側(cè)上的橫向展開速度將是大約每秒1.35米或大約每秒4.4英尺，其中結(jié)合的橫向展開速度或匯合速度接近每秒2.7米或大約每秒8.8英尺，這是在這種情況下(不考慮波浪將減慢的程度)波浪向前速度的大約一半。因此，可以看到，當(dāng)波浪段相互干擾并碰撞在一起時(shí)所產(chǎn)生的力可能使得難以防止不希望的擾動(dòng)和湍流的形成，例如漩渦和流動(dòng)轉(zhuǎn)向的形成。
[0168]在開始的波浪高度為2.0米的情況下，得到如下的波浪高度差:H1/H2= V (1+((4/4) Χ0.3491)))=1.1615。這意味著如果 Hl 在 LI 以 2.0 米開始，則 H2 在 L2將以大約1.72米結(jié)束，下降約0.28米或10.9英寸。
[0169]然而，由于沿下游路徑存在使波浪段在兩個(gè)不同的位置匯合的交錯(cuò)角，首先，在第一側(cè)上匯合，并且然后在相對(duì)側(cè)上匯合，因此有必要確定在點(diǎn)L2和L3的弧寬和波浪高度差，其中在L2D2等于4.0米，在L3D3估計(jì)為9.3米。基于上述內(nèi)容，可以得到以下結(jié)果:
[0170]首先，當(dāng)波浪段到達(dá)長(zhǎng)分界壁72遠(yuǎn)端時(shí)，L3將如下:L3=4+(9.3X0.34591)=7.22米。這表示該波浪段將延長(zhǎng)總共大約3.22米或大約10.6英尺，即轉(zhuǎn)變成每秒大約1.33米或大約每秒4.4英尺，其中結(jié)合的橫向展開速度或匯合速度為大約每秒2.67米或大約每秒8.7英尺。
[0171]在開始的波浪高度為2.0米的情況下，可以得到以下結(jié)果:H1/H3= V (1+((9.3/4)X0.34591)))=1.343，其中，可以看到，波浪段將下降大約1.343的比率，這意味著，如果Hl在LI以2.0米開始，則H3在L3將是大約1.49米，下降了大約0.51米或大約20.1英寸。
[0172]這表示當(dāng)波浪段真正融合在一起時(shí)，一個(gè)波浪段將是大約1.72米高，而另一個(gè)波浪段將是大約1.49米高，高度差大約是0.23米或9英寸，這可能引起不想要的擾動(dòng)和湍流發(fā)生。
[0173]基于上述內(nèi)容，可以看出橫向展開速度(其趨向于引起波浪段以大約每秒2.54米的速度碰撞/干擾)與大約9英寸的波浪高度差的結(jié)合會(huì)引起不希望的擾動(dòng)和湍流形成。
[0174]為此，可以看出當(dāng)波浪高度和波浪速度增加時(shí)，在分界壁70、72之間的減弱角應(yīng)當(dāng)較低以產(chǎn)生平滑的漸進(jìn)性波浪。
[0175]7.不同的分界壁角度和浪高的比較
[0176]圖10-12示出具有三種不同結(jié)構(gòu)的波浪池的示例，每個(gè)示例具有不同的分界壁角，其中示出波浪段如何形成、過渡及匯合在一起并且穿過池向前行進(jìn)，并且通過表示波浪形狀的柵格線圖形呈現(xiàn)這些示例。
[0177]例如，圖10示出類似于圖1的實(shí)施例，其中波浪發(fā)生器3和沉箱17以交錯(cuò)方式取向(編號(hào)為1、2、3和4)，并且分界壁20、22在每個(gè)波浪發(fā)生器3的前面基本上相互平行地延伸。波浪段用柵格圖形示出并且當(dāng)它們向前行進(jìn)并融合在一起時(shí)保持基本相同的尺寸和形狀以形成合成的波浪，該合成的波浪穿過池從深端行進(jìn)到淺端。正如可以看到的，一致的柵格圖形被示出，其中波浪段一直基本保持相同的尺寸和形狀，包括在它們沿匯合線60融合在一起之后。由于分界壁20、22基本相互平行，并且當(dāng)它們向下游行進(jìn)時(shí)波浪段不伸長(zhǎng)，因此波浪段可保持其能量以及其高度和形狀，其中這些表示用于產(chǎn)生高品質(zhì)的沖浪波浪的理想的條件。由于當(dāng)波浪段們向下游行進(jìn)時(shí)基本上不變化，因此可以看到沿匯合線60很少有湍流和擾動(dòng)發(fā)生，因而有助于產(chǎn)生平滑的可沖浪的漸進(jìn)性波浪。
[0178]圖11是示出一個(gè)實(shí)施例的類似視圖，其中分界壁70、72偏離平行到一定程度，SP，在該示例中大約15度的減弱角，這類似于圖6的實(shí)施例。在這種情況下，由于分界壁具有小減弱角，因此線圖形示出的波浪段開始伸長(zhǎng)或展開，并且當(dāng)它們向下游行進(jìn)時(shí)繼續(xù)伸長(zhǎng)，其中當(dāng)它們?cè)竭^分界壁時(shí)，它們開始彼此匯合，即，十字形交叉線表示波浪段繼續(xù)伸長(zhǎng)并且相互碰撞/干擾。該延伸的線表示如果不存在相鄰的波浪段，這些波浪段將會(huì)繼續(xù)延長(zhǎng)。也就是說，當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)，它們產(chǎn)生引起波浪段彼此碰撞的橫向展開速度，或者通過形成十字交叉并彼此通過，其中，這些線十字交叉的程度表示該展開速度將引起的波浪段重疊的程度。
[0179]在這種情況下，可以看到當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)它們可以不必保持其原來的尺寸和形狀來形成合成的波浪，該合成的波浪穿過該池從深端向淺端行進(jìn)。并且，正如可看到的，柵格圖形顯示當(dāng)每個(gè)波浪段向前行進(jìn)時(shí)將最終開始作弧線運(yùn)動(dòng)，其中當(dāng)波浪段匯合時(shí)，弧線將開始匯合并且以不同的角度相互干擾。因此，必須吸收并消耗由兩個(gè)波浪段匯合所釋放的能量以適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生合成的波浪。這表示存在以下可能性:沿匯合區(qū)存在一些不希望的湍流和擾動(dòng)，但是擾動(dòng)的程度可能仍然在沖浪允許的界限內(nèi)。[0180]圖12是顯示一個(gè)實(shí)施例的另一視圖，其中分界壁70、72相對(duì)于彼此偏離平行大約70度，Leigh中是這種情形。在該情況下，由線圖形示出的波浪段開始在分界壁之間顯著地伸長(zhǎng)并展開并做弧線運(yùn)動(dòng)，并且當(dāng)它們繼續(xù)向下游行進(jìn)時(shí)繼續(xù)伸長(zhǎng)并散開，其中隨著它們?cè)竭^分界壁并開始彼此匯合，十字形交叉線表示波浪段彼此交叉以及以不同的角度消散的程度。當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)，它們產(chǎn)生引起波浪段相互干擾并彼此穿過的橫向展開速度，其中這些線交叉的程度表示該展開速度將引起波浪段不期望地碰撞/干擾的程度。
[0181]還可以看到，當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)它們不保持其原來的尺寸和形狀，而是開始伸長(zhǎng)呈散開并且作明顯的弧線運(yùn)動(dòng)，使得在匯合時(shí)，它們處于明顯不同的角度(即，多達(dá)30度或以上)并且以顯著可變的力碰撞/干擾，從而不可能形成能夠一致行進(jìn)通過波浪池的合成的一致形狀的漸進(jìn)性波浪。正如可看到的，柵格圖形顯示每個(gè)波浪段將開始散開并伸長(zhǎng)，其中當(dāng)波浪段匯合時(shí)，將存在明顯的重疊，其中該重疊示出波浪段匯合并形成合成波浪的難度。
[0182]由于分界壁70、72形成這樣大的角度，并且當(dāng)波浪段向下游行進(jìn)時(shí)被伸長(zhǎng)并明顯地散開，因此在波浪段匯合之前或之后，它們無法保持其能量，也不能保持其尺寸和形狀，其中，最后的結(jié)果是無論如何形成結(jié)果都將是不一致的，而是充滿大量的不想要的湍流和擾動(dòng)，包括明顯的交叉方向的和次生的波浪形成、漩渦和流動(dòng)轉(zhuǎn)向，這將使波浪段大大消散并損失其能量的相當(dāng)大的部分。當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)它們將被改變，其中可以看到，產(chǎn)生的湍流和擾動(dòng)的量將是相當(dāng)大的，使得幾乎不可能產(chǎn)生平滑的可沖浪波浪。
[0183]關(guān)于上述具體示例的一些數(shù)據(jù)在圖13a、13b和13c中示出，這些圖示出基于各實(shí)施例的計(jì)算的圖表，這些實(shí)施例具有不同減弱角(即，5度、10度、15度、20度和30度)的分界壁和不同的波浪高度(即1.0米、2.0米和3.0米)，其中這些圖表示出弧寬和波浪高度差，以及當(dāng)減弱角度和波浪高度變化時(shí)波浪段匯合速度如何不同。在這些示例的每個(gè)示例中，以及在圖13a、13b和13c的數(shù)據(jù)中，這些實(shí)施例假定為具有4.0米的沉箱寬和4.0米的壁延伸(從沉箱前壁到短分界壁的末端)，即L1=D=4.0米。然而，一些數(shù)據(jù)是近似的。
[0184]例如，波浪速度、展開速度和匯合速度是近似的，因?yàn)榇嬖跊]有考慮的影響這些速度的變量。例如，當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)，它們所形成的弧的中心趨向于相比該弧的邊緣更快地向下游行進(jìn)，其是減弱角的函數(shù)，但在這種情況下，假定不管減弱角的大小如何，波浪段在波浪段寬度內(nèi)的向前速度都是恒定不變的。還進(jìn)行其他假設(shè)，如上所述，關(guān)于從沉箱到長(zhǎng)分界壁的遠(yuǎn)端的距離，其可以隨減弱角和交錯(cuò)角變化，但對(duì)于這些示例，該距離被假定是恒定不變的，即該假定是不管減弱角和交錯(cuò)角的大小如何，從沉箱到長(zhǎng)分界壁的遠(yuǎn)端的距離都是9.3米。雖然當(dāng)減弱角為大約10度并且交錯(cuò)角為大約45度時(shí)，該尺寸適用是真實(shí)的，但是在其他情況下(例如當(dāng)減弱角或交錯(cuò)角變化時(shí))，這些尺寸可能是不適用的。
[0185]然而，比較來看，這些圖表應(yīng)當(dāng)提供設(shè)計(jì)這種類型的波浪池時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的各種因素的相當(dāng)精確的表達(dá)。也就是說，雖然數(shù)字可能不像表示的那樣確切，但是它們趨向于表示下述一般的原則:1)當(dāng)減弱角增大時(shí)，在匯合點(diǎn)的弧寬和浪高差增加，2)當(dāng)減弱角增大時(shí)，匯合速度一相鄰的波浪段匯合的速度一增加，3)當(dāng)波浪高度增加時(shí)，在匯合點(diǎn)的波浪高度差增加，以及4)當(dāng)波浪高度增加時(shí)，匯合速度一相鄰的波浪段匯合的速度一增加。因此，這些圖表表明改變減弱角和/或波浪高度會(huì)對(duì)匯合的品質(zhì)有重要的影響，并且因此減弱角變化的程度必須基于期望的浪高和波浪品質(zhì)等。[0186]例如，根據(jù)圖13a (其示出波浪高度為1.0米的實(shí)施例)，當(dāng)波浪段向前前進(jìn)并由于減弱角的原因展開時(shí)，波浪段的弧寬(其以4.0米開始)增加。例如，當(dāng)減弱角為10度時(shí)，該波浪段的橫向弧寬將隨時(shí)間增加，從而當(dāng)它到達(dá)第一匯合點(diǎn)(即短分界壁的遠(yuǎn)端)時(shí)，波浪段將是4.96米，并且然后，波浪段進(jìn)一步行進(jìn)，當(dāng)它到達(dá)第二匯合點(diǎn)(即長(zhǎng)分界壁的遠(yuǎn)端)時(shí)，波浪段增加到5.62米。而且，當(dāng)減弱角為20度時(shí)，波浪段的弧寬以4.0米開始，并且增加到5.4米，然后在相同的跨度期間增加到7.22米。并且當(dāng)減弱角為30度時(shí)，波浪段的弧寬從4.0米增加到6.1米，并且然后在同樣的跨度期間(即波浪段在兩側(cè)上匯合時(shí))增加到
8.87 米。
[0187]該圖表還表明當(dāng)波浪段展開時(shí)，它們的高度減小，其也依賴于減弱角。例如，當(dāng)減弱角為10度，并且波浪段以浪高1.0米開始，當(dāng)它們行進(jìn)到第一匯合點(diǎn)(這是在下游4.0米的距離)時(shí)，該波浪段的浪高從1.0米減小到0.92米，下降0.08米，并且然后當(dāng)它們向前行進(jìn)時(shí)，當(dāng)波浪段在兩側(cè)上匯合時(shí)，波浪段將減小到0.84米，而相鄰的波浪段將仍舊是0.92米(由于交錯(cuò)角)，其中在匯合點(diǎn)一個(gè)波浪段將比另一個(gè)波浪段高0.08米，這表示浪高差。同樣，當(dāng)減弱角為20度時(shí)，波浪段的浪高將從1.0米減小到0.86米，并且然后在相同的跨度期間從0.86米減小到0.74米，其中在匯合時(shí)一個(gè)波浪段將比另一個(gè)波浪段高0.12米。并且當(dāng)減弱角是30度時(shí)，波浪段的浪高將從1.0米降低到0.81米，并且然后在相同的跨度期間從0.81米降低到0.67米，其中在匯合時(shí)一個(gè)波浪段將比另一波浪段高0.14米，其表示浪聞差。
[0188]圖13a還表明相鄰的波浪段沿匯合區(qū)彼此匯合的速度也隨著減弱角的增加而增力口，其中當(dāng)減弱角為10度時(shí)，該匯合速度為每秒0.92米，而當(dāng)減弱角為20度時(shí)，匯合速度為每秒1.80米，并且當(dāng)減弱角為30度時(shí)，匯合速度為每秒2.80米，其增大約3倍。
[0189]圖13b示出關(guān)于波浪高度以2.0米高開始的實(shí)施例的類似細(xì)節(jié)，并且在這種情況下，雖然當(dāng)減弱角變化時(shí)弧寬差保持與前面相同，但是波浪高度差和匯合速度會(huì)改變。
[0190]例如，當(dāng)減弱角為10度時(shí)，雖然波浪段以2.0米高開始，但是當(dāng)它們向下游行進(jìn)4.0米的距離時(shí)，其高度將減小到1.85米，下降了 0.15米，并且然后它們進(jìn)一步行進(jìn)，當(dāng)波浪段在兩側(cè)上匯合時(shí)，波浪段的高度將減少1.69米，從而在匯合時(shí)一個(gè)波浪段將比另一個(gè)波浪段高0.16米，0.16米表示浪高差。它還表明當(dāng)減弱角為20度時(shí)，波浪段的高度從2.0米減小到1.72米，并且然后減小到1.49米，從而當(dāng)波浪段在兩側(cè)上匯合時(shí)，一個(gè)波浪段將比另一個(gè)波浪段高0.23米。然后，當(dāng)減弱角為30度時(shí)，波浪段的高度將從2.0米減小到
1.62米，并且之后減小到1.34米，從而當(dāng)在兩側(cè)上匯合時(shí)，一個(gè)波浪段將比另一個(gè)波浪段聞0.28米。
[0191]根據(jù)圖13b，相鄰的波浪段沿匯合區(qū)彼此匯合的速度也隨著減弱角的增加而增加，其中當(dāng)減弱角為10度時(shí)，該匯合速度為每秒1.35米，而當(dāng)減弱角為30度時(shí)，匯合速度為每秒4.04米，其增加大約3倍。圖13a和13b之間的比較還表明當(dāng)波浪高度增加時(shí)，匯合速度增加，其中當(dāng)減弱角為10度并且浪高為1.0米時(shí)，匯合速度為每秒0.92米，而當(dāng)減弱角相同(即，10度)并且浪高為2.0米時(shí)，匯合速度為每秒1.35米。同樣，當(dāng)減弱角為20度而浪高為1.0米時(shí)，匯合速度為每秒1.80米，而當(dāng)減弱角相同(即，20度)并且浪高為2.0米時(shí)，匯合速度為每秒2.67米。當(dāng)減弱角為30度時(shí)，發(fā)現(xiàn)同樣種類的差異。
[0192]最后，圖13c示出浪高以3.0高開始的實(shí)施例，并且在這種情況下，當(dāng)減弱角為10度時(shí)，當(dāng)波浪段向下游行進(jìn)4.0米的距離時(shí)，其高度將減小到2.77米，下降0.23米，并且然后，它們進(jìn)一步行進(jìn)時(shí)，當(dāng)波浪段在兩側(cè)上匯合時(shí)，該波浪段高度將減小到2.53米，從而在匯合時(shí)一個(gè)波浪段比另一個(gè)波浪段高0.24米。它還示出，在減弱角為20度的情況下，波浪段高度將從3.0米減小到2.58米，并且然后減小到2.23米，從而當(dāng)波浪段在兩側(cè)上匯合時(shí)，一個(gè)將比另一個(gè)高0.35米。并且當(dāng)減弱角為30度時(shí)，波浪段將從3.0米減小到
2.43米，并且然后減小到2.01米，從而當(dāng)波浪段在兩側(cè)上匯合時(shí)，一個(gè)波浪段將比另一個(gè)聞0.42米。
[0193]相鄰的波浪段沿匯合區(qū)彼此匯合的速度也隨著減弱角的增加而增加，其中當(dāng)減弱角為10度時(shí)，匯合速度為每秒1.64米，而當(dāng)減弱角為30度時(shí)，匯合速度為每秒4.94米，其增加大約3倍。關(guān)于這一點(diǎn)，可以看到匯合速度(浪高為3.0米)幾乎和如圖13a所示的當(dāng)浪高為1.0米時(shí)波浪段的向前的波浪速度一樣高，即一個(gè)是4.94米/秒，而另一個(gè)是5.42
米/秒。
[0194]而且，圖13a、13b和13c之間的比較表明當(dāng)浪高增加時(shí)匯合速度增加。例如，當(dāng)減弱角為10度并且浪高為1.0米時(shí)，匯合速度是每秒0.92米，而當(dāng)減弱角相同(即10度)并且浪高為3.0米時(shí)，匯合速度為每秒1.64米。同樣，當(dāng)減弱角為20度并且浪高為1.0米時(shí)，匯合速度是每秒1.80米，而當(dāng)減弱角相同(即20度)并且浪高為3.0米時(shí)，匯合速度為每秒
3.29 米。
[0195]這些示例清晰地表明當(dāng)減弱角增加時(shí)，沿匯合區(qū)存在開始出現(xiàn)的另外的因素，這些另外的因素使形成高品質(zhì)的可沖浪波浪更加困難。當(dāng)浪高增加時(shí)也是如此。也就是說，當(dāng)這些因素中的一個(gè)或更多個(gè)因素增加時(shí)，浪高差和匯合速度也增加，這會(huì)負(fù)面影響合成波浪的品質(zhì)。因此，當(dāng)預(yù)期較高的減弱角時(shí)，應(yīng)當(dāng)減小波浪高度以產(chǎn)生相同品質(zhì)的波浪，并且同樣，當(dāng)預(yù)期較高的浪高時(shí)，應(yīng)當(dāng)減小減弱角以產(chǎn)生相同品質(zhì)的波浪。
[0196]根據(jù)這些圖表中的數(shù)據(jù)，可用于確定具體的波浪是否適合于沖浪的一個(gè)潛在的因素是考慮浪高差及其在波浪表面上可產(chǎn)生的波紋和碎浪的程度，這些波紋和碎浪可能潛在地使沖浪更加困難。雖然不是確切的數(shù)字，但浪高差必須利用波浪段匯合時(shí)相鄰波浪段的相對(duì)高度，從而實(shí)際的湍流或擾動(dòng)(或者波紋或者碎浪)可以視為浪高差的函數(shù)。并且，浪高差越大，在合成的波浪中形成的擾動(dòng)和湍流越大。也就是說，浪高差越大，形成較大擾動(dòng)的可能性越大，其中這個(gè)因素可以用作量化指示器，用于指示在給定特定浪高差的條件下是否可產(chǎn)生高品質(zhì)的可沖浪波浪。
[0197]而且，在波浪表面上形成擾動(dòng)的程度也可以相對(duì)于融合的波浪段的匯合速度被定量地測(cè)量，該匯合速度是兩個(gè)相鄰的波浪段彼此橫向匯合的凈速度，其中相對(duì)速度越高，該波浪段產(chǎn)生的能量或沖擊越大，其中更大的力將可能導(dǎo)致波浪表面上形成更多的漩渦、渦流和流動(dòng)轉(zhuǎn)向。也就是說，當(dāng)兩個(gè)相鄰波浪段橫向展開并且最終融合時(shí)，對(duì)兩者的趨勢(shì)是彼此碰撞和干擾，即在匯合點(diǎn)形成十字形交叉，其中當(dāng)相對(duì)速度較大時(shí)可能產(chǎn)生較大的力，其中可能產(chǎn)生較大的湍流和干擾，這將不利于形成高品質(zhì)的可沖浪波浪。
[0198]實(shí)際上，當(dāng)波浪段匯合時(shí)較大的浪高差和較大的匯合速度的結(jié)合會(huì)導(dǎo)致合成波浪變差。也就是說，當(dāng)波浪高度差和匯合速度增加時(shí)，將存在它們?cè)诓ɡ吮砻嫔袭a(chǎn)生更大擾動(dòng)和湍流的更大可能性，從而通過增加其中之一或另一個(gè)或兩者，將減小形成高品質(zhì)的可沖浪波浪的可能性。關(guān)于這一點(diǎn)，可以看到存在一種趨勢(shì)，不僅兩種水質(zhì)量以較大的力相互碰撞，而且，當(dāng)存在水高度差時(shí)，來自一個(gè)波浪段頂部的過量的水會(huì)溢出到較低的波浪段的頂部，其中浪高差越大，在波浪表面形成的擾動(dòng)和湍流將越大。
[0199]上述數(shù)據(jù)如何用于確定可以接受的減弱角的一些示例描述如下:第一，確定減弱角是否可以接受的一種方式可以是指定最大的浪高差，例如12厘米。并且由于該量涉及標(biāo)準(zhǔn)沖浪板的尺寸，以及沖浪板如何彎曲，因此它還可能涉及沖浪者操作波浪表面上的沖浪板而不使沖浪板尖端擊中波紋或碎浪的能力，沖浪板尖端擊中波紋或碎浪會(huì)導(dǎo)致沖浪板轉(zhuǎn)向或?qū)е虑安繘_入波浪中。盡管在浪高差和由浪高差形成的波紋或碎浪的尺寸之間沒有直接關(guān)系，但是可以看到，浪高差越大，擾動(dòng)或湍流將越大，因此，在波浪表面上形成的波紋或碎浪將越大。
[0200]基于上述內(nèi)容，一種有助于確保高品質(zhì)波浪的方法是確保波浪高度差不大于大約12厘米。并且，在這方面，為了滿足這種要求，根據(jù)圖13a，當(dāng)浪高以1.0米開始時(shí)，減弱角應(yīng)當(dāng)不大于約20度，并且當(dāng)浪高以2.0米開始時(shí)，減弱角應(yīng)當(dāng)不大于約7度，并且當(dāng)浪高以
3.0米開始時(shí)，減弱角應(yīng)當(dāng)不大于約4度。這些限制也設(shè)置在15厘米或根據(jù)期望的波浪品質(zhì)可能是合適的其他浪聞差。
[0201]第二，確定最大可接受的減弱角的另一種可能的方式可以是規(guī)定減弱角必須產(chǎn)生不大于預(yù)定的匯合速度，例如每秒1.80米。在這種情況下，為了避免匯合速度超過每秒
1.80米，可以看到，在1.0米浪高的情況下，減弱角應(yīng)當(dāng)不大于約20度，在2.0浪高的情況下，減弱角應(yīng)當(dāng)不大于約13度，而在3.0浪高的情況下，減弱角應(yīng)當(dāng)不大于約11度。這些限制也可以設(shè)置在每秒1.50米或每秒2.0米或根據(jù)期望的波浪品質(zhì)可以是合適的其他數(shù)字。
[0202]第三，確定最大可接受的減弱角的另一種可能的方式是規(guī)定上述兩種要求的組合，即，例如，一種限制可以要求浪高差不大于15厘米，并且匯合速度不大于每秒1.50米?？梢钥吹?，在這種情況下，當(dāng)浪高為1.0m時(shí),最大減弱角應(yīng)當(dāng)不大于約16度，當(dāng)浪高為2.0m時(shí)，最大減弱角應(yīng)當(dāng)不大于約9度，以及在浪高為3.0m時(shí),最大減弱角應(yīng)當(dāng)不大于約5度。當(dāng)然，也可以根據(jù)期望的波浪性質(zhì)和品質(zhì)修改這些限制。并且，由于浪高影響允許的減弱角，因此預(yù)期用于特定波浪池的最高浪高應(yīng)當(dāng)用來確定允許的減弱角。這些定量的測(cè)量可用來分析并確定什么樣的可接受減弱角實(shí)際上可用于任意類型的波浪池結(jié)構(gòu)和/或浪高和/或波浪的品質(zhì)。
[0203]圖14是波浪池100的另一個(gè)實(shí)施例的平面圖，該波浪池100具有沿傾斜取向的交錯(cuò)線106沿相對(duì)深端105延伸的多個(gè)波浪發(fā)生器3和沿相對(duì)淺端11沿散開線9延伸的傾斜的海岸線7。在該實(shí)施例中，波浪發(fā)生器3的序列(沿交錯(cuò)線106延伸)和傾斜的海岸線7 (沿散開線9延伸)彼此不平行，其中剝離角114和交錯(cuò)角115相對(duì)于波浪103的前端或頂峰的橫向下行方向以不同的角度延伸(波浪沿箭頭10所指的方向行進(jìn))。側(cè)壁2、4優(yōu)選基本相互平行地延伸，但是可以不必如此。
[0204]和其他實(shí)施例一樣，多個(gè)波浪發(fā)生器3優(yōu)選相對(duì)于波浪13的前端或頂峰以傾斜角115并且相對(duì)于波浪方向10以交錯(cuò)或偏離的方式取向，如圖14所示。交錯(cuò)線106相對(duì)于波浪103的前端或頂峰延伸的角度115是“交錯(cuò)角”，而散開線9相對(duì)于波浪103的前端或頂峰延伸的角度114是“剝離角”，其中在該實(shí)施例中，這兩個(gè)角度不同。由于該實(shí)施例中的交錯(cuò)角115小于優(yōu)選實(shí)施例中的交錯(cuò)角，因此可以看到，波浪發(fā)生器3將必須以小于每個(gè)發(fā)生器之間消逝的時(shí)間按序起動(dòng)。這是因?yàn)閺拿總€(gè)波浪發(fā)生器3發(fā)出的每個(gè)波浪段到達(dá)后續(xù)的下一個(gè)波浪發(fā)生器3的前壁花費(fèi)更少的時(shí)間，這對(duì)于波浪段融合以產(chǎn)生沿方向10行進(jìn)的波浪103是必須的。該實(shí)施例還具有交錯(cuò)的沉箱17，其中，每個(gè)相鄰的沉箱17具有沿波浪方向10基本向前延伸的一對(duì)分界壁20、22，其中在優(yōu)選實(shí)施例中分界壁20、22基本彼此平行地延伸，并且正如所討論的，在其他實(shí)施例中，在它們之間有不大于約10到20度的減弱角(“偏離平行”)。
[0205]圖15是波浪池110的另一個(gè)實(shí)施例的平面圖，該波浪池110具有沿相對(duì)深端105延伸的多個(gè)波浪發(fā)生器3，該相對(duì)深端105沿可變的交錯(cuò)線116、118、120延伸。該實(shí)施例還具有沿散開線9、沿相對(duì)的淺端延伸的傾斜的海岸線7，但在該實(shí)施例中該系列發(fā)生器3和沉箱17交錯(cuò)并沿交錯(cuò)線116、118、120延伸，其具有三個(gè)不同交錯(cuò)角，包括45度角116、30度角118和O度角120。
[0206]和其他實(shí)施例一樣,多個(gè)波浪發(fā)生器3優(yōu)選設(shè)置在多個(gè)沉箱17內(nèi)，該沉箱17相對(duì)于波浪13的前端或頂峰沿交錯(cuò)線116、118、120取向。沉箱17主要相對(duì)于波浪方向10以交錯(cuò)方式取向，如圖15所示，只是在該實(shí)施例中，沿交錯(cuò)線120延伸的沉箱17完全不交錯(cuò)。由于該實(shí)施例中的交錯(cuò)角116、118和120的位置不同，因此可以看到，為了使波浪段適當(dāng)?shù)厝诤弦援a(chǎn)生沿方向10行進(jìn)的波浪123，相鄰的波浪發(fā)生器3順序起動(dòng)之間所消逝的時(shí)間必須變化。也就是說，通過交錯(cuò)線116，順序起動(dòng)的每個(gè)波浪發(fā)生器3之間消逝的時(shí)間必須是恒定的，然后通過交錯(cuò)線118時(shí)間必須變短，并且然后沿交錯(cuò)線120，所有的波浪發(fā)生器3將必須同時(shí)起動(dòng)以形成沿方向10移動(dòng)的漸進(jìn)性波浪。該實(shí)施例還包括具有一對(duì)分界壁20、22的沉箱17，分界壁20、22在波浪發(fā)生器的前面基本向前延伸，其中分界壁20、22優(yōu)選基本相互平行地延伸，并且在其他實(shí)施例中，正如所討論的，在它們之間可以具有不大于10到20度的減弱角(“偏離平行”)。
【權(quán)利要求】
1.一種波浪池,包括: 適于產(chǎn)生在所述波浪池中向前行進(jìn)的波浪段的多個(gè)波浪發(fā)生器，其中所述波浪發(fā)生器相對(duì)所述波浪段的行進(jìn)方向以基本交錯(cuò)的方式延伸； 在每個(gè)所述波浪發(fā)生器的前面沿所述行進(jìn)方向基本向前延伸的一對(duì)分界壁，其中在每對(duì)內(nèi)，所述分界壁基本相互平行地延伸，使所述波浪段能夠形成并融合在一起，形成單個(gè)合成的周期性波浪；和 在所述波浪池內(nèi)延伸的傾斜的底面，其中所述底面包括能夠使所述合成的周期性波浪在其上散開的斜坡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪池，其中所述波浪發(fā)生器適于從所述波浪池的一側(cè)到另一側(cè)有序地操作，使得通過以這種方式操作所述波浪發(fā)生器以預(yù)先選定的時(shí)間間隔生成多個(gè)波浪段，從而當(dāng)所述波浪段向前行進(jìn)時(shí)，它們?nèi)诤显谝黄鹨孕纬苫疽恢碌暮铣傻闹芷谛圆ɡ恕?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波浪池，其中每個(gè)所述波浪發(fā)生器包括沉箱和用于在所述波浪池內(nèi)產(chǎn)生波浪運(yùn)動(dòng)的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的波浪池，其中所述波浪發(fā)生器選自下述群組: a)氣動(dòng)操作的波浪發(fā)生器； b)振蕩的氣動(dòng)波浪發(fā)生器； c)涌浪發(fā)生器； d)振蕩的機(jī)械波浪發(fā)生器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的波浪池，其中所述波浪發(fā)生器沿交錯(cuò)角延伸并且所述斜坡形成剝離角，其中I)所述交錯(cuò)角和所述剝離角基本相同并且相對(duì)于所述合成的波浪的下行前端或頂峰以大約30到70度的角度延伸，2)所述交錯(cuò)角和所述剝離角不同，但是相對(duì)所述合成的波浪的下行前端或頂峰以大約30到70度的角度延伸，或3)所述剝離角相對(duì)所述合成的波浪的下行前端或頂峰以大約30到70度的角度延伸，而所述交錯(cuò)角不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的波浪池，其中所述波浪池包括具有有孔底面的波浪阻尼系統(tǒng)，其在所述合成的周期性波浪沿所述斜坡散開時(shí)用于阻尼所述合成的周期性波浪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的波浪池，其中在每個(gè)波浪發(fā)生器的前面的所述一對(duì)分界壁形成三個(gè)區(qū)，包括波浪形成區(qū)、部分波浪匯合區(qū)和完整波浪匯合區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的波浪池，其中在相鄰的波浪發(fā)生器之間延伸的每個(gè)所述分界壁的遠(yuǎn)端是錐形的或變窄的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的波浪池，其中所述一對(duì)分界壁的每個(gè)包括短分界壁和長(zhǎng)分界壁，其中在每個(gè)所述波浪發(fā)生器的前面，所述波浪形成區(qū)從前壁向前延伸到所述短分界壁的遠(yuǎn)端，所述部分波浪匯合區(qū)從所述短分界壁的遠(yuǎn)端向前延伸到所述長(zhǎng)分界壁的遠(yuǎn)端，而所述完整波浪匯合區(qū)從所述長(zhǎng)分界壁的遠(yuǎn)端沿朝向所述斜坡的方向向前延伸。
10.一種波浪池,包括: 適于產(chǎn)生在所述波浪池中向前行進(jìn)的波浪段的多個(gè)波浪發(fā)生器，其中所述波浪發(fā)生器相對(duì)于所述波浪段行進(jìn)的方向以基本交錯(cuò)的方式延伸； 在每個(gè)所述波浪發(fā)生器的前面沿所述行進(jìn)方向基本向前延伸的一對(duì)分界壁，其中在每對(duì)內(nèi)，所述分界壁相對(duì)于彼此以不大于20度的減弱角延伸，從而所述分界壁使波浪段能夠形成并融合在一起以形成單個(gè)合成的周期性波浪；和 基本在所述波浪池內(nèi)延伸的傾斜的底面，其中所述底面包括能夠使所述合成的周期性波浪在其上散開的斜坡。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的波浪池，其中所述波浪發(fā)生器適于從所述波浪池的一側(cè)到另一側(cè)有序地操作，使得通過以這種方式操作所述波浪發(fā)生器以預(yù)先選定的時(shí)間間隔生成多個(gè)波浪段，從而當(dāng)波浪段向前行進(jìn)時(shí)，由于所述波浪發(fā)生器的交錯(cuò)，所述波浪段融合在一起以形成基本一致的合成的周期性波浪。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的波浪池，其中每個(gè)所述波浪發(fā)生器包括沉箱和用于在所述波浪池內(nèi)產(chǎn)生波浪運(yùn)動(dòng)的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的波浪池，其中所述波浪發(fā)生器選自下述群組: a)氣動(dòng)操作的波浪發(fā)生器； b)振蕩的氣動(dòng)波浪發(fā)生器； c)涌浪發(fā)生器； d)振蕩的機(jī)械波浪發(fā)生器。
14.根據(jù)權(quán)利要求10、11、12或13所述的波浪池，其中所述波浪發(fā)生器沿交錯(cuò)角延伸，并且所述斜坡形成剝離角，其中I)所述交錯(cuò)角和所述剝離角基本相同，并且相對(duì)于所述合成的波浪的下行前端或頂峰以大約30到70度的角度延伸，2)所述交錯(cuò)角和所述剝離角不同，但是相對(duì)于所述合成的波浪的下行前端或頂峰以大約30到70度的角度延伸，或3)所述剝離角相對(duì)所述合成波浪的下行前端或頂峰以大約30到70度的角度延伸，而所述交錯(cuò)角不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求10、11、12、13或14所述的波浪池，其中所述波浪池包括具有有孔底面的波浪阻尼系統(tǒng)，其在合成的周期性波浪沿所述斜坡散開時(shí)用于阻尼所述合成的周期性波浪。
16.根據(jù)權(quán)利要求10、11、12、13、14或15所述的波浪池，其中在每個(gè)波浪發(fā)生器的前面的所述一對(duì)分界壁形成三個(gè)區(qū)，包括波浪形成區(qū)、部分波浪匯合區(qū)和完整波浪匯合區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10、11、12、13、14、15或16所述的波浪池，其中在相鄰的波浪發(fā)生器之間延伸的每個(gè)所述分界壁的遠(yuǎn)端是錐形的或變窄的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的波浪池，其中所述一對(duì)分界壁的每個(gè)包括短分界壁和長(zhǎng)分界壁，其中在每個(gè)所述波浪發(fā)生器的前面，所述波浪形成區(qū)從前壁向前延伸到所述短分界壁的遠(yuǎn)端，所述部分波浪匯合區(qū)從所述短分界壁的遠(yuǎn)端向前延伸到所述長(zhǎng)分界壁的遠(yuǎn)端，而所述完整波浪匯合區(qū)從所述長(zhǎng)分界壁的遠(yuǎn)端沿朝向所述斜坡的方向向前延伸。
19.在波浪池中產(chǎn)生周期性波浪的方法，其包括: 提供用于產(chǎn)生波浪段的多個(gè)波浪發(fā)生器，所述多個(gè)波浪發(fā)生器相對(duì)于所述波浪段的行進(jìn)方向以基本交錯(cuò)的方式延伸； 在每個(gè)所述波浪發(fā)生器的前面提供一對(duì)分界壁，其中在每對(duì)內(nèi)，所述分界壁基本相互平行地或以相對(duì)于彼此以不大于20度的減弱角延伸； 從所述波浪池的一側(cè)到另一側(cè)順序地操作所述波浪發(fā)生器，使得通過以這種方式操作所述波浪發(fā)生器以 預(yù)先選定的時(shí)間間隔生成多個(gè)波浪段；允許所述多個(gè)波浪段沿所述行進(jìn)方向向前行進(jìn)并融合在一起，以形成單個(gè)的一致的合成的周期性波浪；和 允許所述合成的周期性波浪形成并向前行進(jìn)并沿著有斜坡的底面散開或消散。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在每個(gè)所述波浪發(fā)生器的前面的所述一對(duì)分界壁形成三個(gè)區(qū)，包括波浪形成區(qū)、部分波浪匯合區(qū)和完整波浪匯合區(qū)，其中該方法包括下述步驟: 使用第一波浪發(fā)生器形成第一波浪段，并允許所述第一波浪段在所述波浪形成區(qū)內(nèi)行進(jìn)，進(jìn)入所述部分波浪匯合區(qū)，以及之后進(jìn)入所述完整匯合區(qū)； 使用第二波浪發(fā)生器形成第二波浪段，并且相對(duì)于所述第二波浪發(fā)生器允許所述第二波浪段在波浪形成區(qū)內(nèi)行進(jìn)，以及之后允許所述第二波浪段與所述第一波浪段沿在所述第二波浪發(fā)生器的部分波浪匯合區(qū)和所述第一波浪發(fā)生器的全部波浪匯合區(qū)之間延伸的匯合區(qū)融合；以及 使用第三波浪發(fā)生器形成第三波浪段，以及相對(duì)于所述第三波浪發(fā)生器允許所述第三波浪段在所述波浪形成區(qū)內(nèi)行進(jìn)，以及之后允許所述第三波浪段與所述第二波浪段沿在所述第三波浪發(fā)生器的部分波浪匯合區(qū)和所述第二波浪發(fā)生器的完整波浪匯合區(qū)之間延伸的匯合區(qū)融合。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法，其中該方法包括以下附加的步驟:允許所述合成的波浪沿著所述有斜坡的底面散開，以及之后利用包括有孔底面的阻尼系統(tǒng)阻尼所述合成的波浪。`
【文檔編號(hào)】A63B69/00GK103620134SQ201180071842
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月4日
【發(fā)明者】托馬斯·J·勒希特費(fèi)爾德, 迪爾克·巴斯滕霍夫 申請(qǐng)人:史戴格里夫私人有限公司