另一端、即越過池1的寬度逐漸轉(zhuǎn)向。這使得沿方向10向前行進的波浪區(qū)段 8能夠沿大致彼此平行的方向沿會聚線60行進,如圖4中所示。
[0086] 通過限制間隔壁之間的向外消逝角,可獲得下列優(yōu)點:1)在每一個波浪發(fā)生器3 的前部形成自由表面過度區(qū)域,其中,當(dāng)波浪區(qū)段向前行進穿過波浪形成區(qū)域30時,波浪 將具有足夠的時間和距離以便適當(dāng)?shù)匦纬善交牟ɡ诵螤?,其中,通過為波浪區(qū)段限定范 圍,在波浪區(qū)段向前移動時,由波浪發(fā)生器3形成的動能/質(zhì)量輸送可被引導(dǎo)成平滑成形的 重力感應(yīng)波;2)當(dāng)波浪區(qū)段向前行進時,它們將被防止沿側(cè)向直線行進的方向過度拉長或 展開,這會有助于維持波浪區(qū)段的能量和長度;和3)由于波浪區(qū)段被限制,并且它們的能 量被基本上保留住,因此,它們的高度/幅度和形狀將被基本上保持住,這可有助于在波浪 區(qū)段合并之前,將波浪區(qū)段保持處于大致恒定的狀態(tài)中一就尺寸而言、就高度而言、就幅度 而言、以及就形狀而言。當(dāng)然,它們將被基本上保持所處的程度將取決于該向外消逝角一越 接近于平行,它們就將被保持得越好。
[0087] 由于區(qū)域30表示被完全限制的區(qū)域,其特征在于,在每一個波浪發(fā)生器3的前部 延伸的位于任一側(cè)上的兩個間隔壁20、22,向外消逝角小于20度,因此可看到的是,行進穿 過空間30的波浪區(qū)段的能量將被基本上保持住,并且因此,波浪區(qū)段的尺寸(高度/幅度) 和形狀將在進入合并區(qū)域52和54之前保持基本上是不變的。因此,該區(qū)域30優(yōu)選地使波 浪區(qū)段能夠在與其它波浪區(qū)段合并之前適當(dāng)?shù)匦纬?,并有助于防止波浪區(qū)段充分地拉長、 收縮、崩潰或損失能量等,以致當(dāng)波浪區(qū)段合并時,波浪區(qū)段的尺寸(高度/幅度)將從一 個波浪區(qū)段到下一波浪區(qū)段保持基本上不變,這是因為一個波浪區(qū)段與其它波浪區(qū)段沿會 聚線60合并,并且在不具有過度湍流或擾動(例如有害渦流和流動轉(zhuǎn)向)的情況下合并。
[0088] 下游的下一區(qū)域是部分波浪合并區(qū)域52,其特征在于,一側(cè)(右側(cè))上的長間隔壁 22和相對側(cè)(左側(cè))上的開闊水面,其中,該區(qū)域52優(yōu)選地從短間隔壁20的遠側(cè)端(沿 虛線56)延伸并且終止于長間隔壁22的遠側(cè)端(沿虛線58)。盡管該區(qū)域52并不與區(qū)域 30 -樣在任一側(cè)上具有兩個間隔壁以便限制波浪區(qū)段,然而行進穿過該區(qū)域52的波浪區(qū) 段在相對(無壁)側(cè)上被沿大致相同的方向、以大致相同的速度、具有大致相同的尺寸和形 狀、即由該系列中的前一波浪發(fā)生器3產(chǎn)生的沿會聚線60行進的相鄰的波浪區(qū)段的存在而 限制。即,區(qū)域52的(位于左側(cè)上的)沿會聚線60的"開放"側(cè)將被由該系列中的前一波 浪發(fā)生器3形成的相鄰的波浪區(qū)段限制,并且因此,該波浪區(qū)段將基本上被在兩側(cè)上、即通 過一側(cè)上的間隔壁22和另一側(cè)上的相鄰的波浪區(qū)段限制。因此,這些波浪區(qū)段8b和8c的 合并必然有助于維持住合成波13的高度/幅度和形狀,其中同時,它們合并在一起以形成 合成波13。注意,在圖4中,多個波浪區(qū)段被僅出于示范的目的示出為沿方向10行進一在 實際應(yīng)用中,周期性的循環(huán)將通常長得多,以致在連續(xù)的波浪13之間會存在較長的時期和 距離。
[0089] 下游的下一區(qū)域是完全波浪合并區(qū)域54,其特征在于,兩側(cè)上的開闊水面,其中, 區(qū)域54沿方向10延伸超過長間隔壁22的遠側(cè)端并超過虛線58,并且延伸到池1中。在波 浪區(qū)段8b和8c已最初在區(qū)域52內(nèi)(沿左側(cè)上的會聚線60)合并之后,可看出的是,該合 成波將繼續(xù)向前行進,并且一旦長間隔壁22終止在相對端(在右側(cè)上示出)上,波浪區(qū)段 8b將進入?yún)^(qū)域54 (以變?yōu)椴ɡ藚^(qū)段8c),并且隨后,它將與在相對端上(在右側(cè)上沿會聚線 60示出)沿大致相同的方向行進的另一波浪區(qū)段8b合并,該另一波浪區(qū)段8b通過該系列 中的后一波浪發(fā)生器3形成,其中,這些波浪區(qū)段(現(xiàn)在的8c和8b)的合并將沿會聚線60 在相對側(cè)上、在區(qū)域54內(nèi)發(fā)生。由于在任一側(cè)上不存在間隔壁,因此,行進穿過區(qū)域54的 波浪區(qū)段將在相對端上被由后一波浪發(fā)生器3產(chǎn)生的下一個后一波浪區(qū)段8b保持住,該下 一個后一波浪區(qū)段8b沿大致相同的方向、以大致相同的速度、具有大致相同的高度/幅度 和形狀向前行進。
[0090] 例如,由波浪發(fā)生器3在區(qū)域30內(nèi)形成的波浪區(qū)段8a將在區(qū)域52內(nèi)變成波浪區(qū) 段8b,并且隨后,它將在左手側(cè)上在區(qū)域52內(nèi)與由波浪發(fā)生器3a形成的波浪區(qū)段8c合并。 隨后,波浪區(qū)段8b將在區(qū)域54內(nèi)變?yōu)椴ɡ藚^(qū)段8c,并且隨后,那個區(qū)段將在右手側(cè)上在區(qū) 域54內(nèi)與由波浪發(fā)生器3c形成的波浪區(qū)段8b合并。此外,通過確保每一個隨后的波浪區(qū) 段沿大致相同的方向、以大致相同的速度、并具有大致相同的尺寸和形狀行進,它們將繼續(xù) 形成均勻地成形的合成波13。
[0091] 在這些波浪區(qū)段以此方式、即沿會聚線60、首先在一側(cè)上并隨后在相對側(cè)上合并 在一起時,每一個波浪區(qū)段的尺寸(高度/幅度)和形狀均優(yōu)選地保持基本上是不變的,或 者僅略微變化的,以致共同地,它們可形成均勻地確定尺寸和成形的合成波13。此外,由于 相鄰的波浪區(qū)段的尺寸和形狀被優(yōu)選地基本上維持住,因此,這些波浪區(qū)段的合并優(yōu)選地 保持基本上是平滑的且是無擾動的,其中,可減少乃至消除會負面地影響合成波的產(chǎn)生和 轉(zhuǎn)變的不合乎要求的橫向和次級波浪結(jié)構(gòu)以及有害的渦流和流動偏航。
[0092] 如所討論的那樣,間隔壁20、22優(yōu)選地具有相對于彼此小于20度的向外消逝角 78,并且由于該消逝角78還確定了波浪發(fā)生器3相對于彼此取向和定位所處的角度,從實 踐的角度出發(fā),使該消逝角延伸超出20度從池的整體構(gòu)造的角度來看會是有問題的。例 如,圖5中所示的實施例具有間隔壁20、22,這些間隔壁20、22具有約15度的向外消逝 角,其中,可將僅六個波浪發(fā)生器3裝配在四分之一個圓內(nèi)、即90度內(nèi),并且其中,可將僅 二十四個波浪發(fā)生器3裝配在整個圓內(nèi),如在圖7中所示。增大該向外消逝角因此會有效地 縮小并縮緊彎曲的交錯線6的半徑,從而致使合成波13具有更為緊縮的弧,其會使得更加 難于形成用于沖浪的平滑的合成波。另一方面,縮小并縮緊彎曲的交錯線6的半徑具有能 夠?qū)⒊?制成得更小的優(yōu)點,其可減少整個成本,包括減少必須安裝和使用的波浪發(fā)生器3 的數(shù)量。
[0093] 在任何情況下,當(dāng)存在在間隔壁20、22之間呈現(xiàn)出的消逝角78時,間隔壁的角度 可影響波浪區(qū)段將在它們向下游行進時如何發(fā)展和轉(zhuǎn)變,其中,優(yōu)選地考慮若干個因素以 確??稍诔?內(nèi)形成均勻成形的平滑的合成波13,如下:
[0094] 首先,由于任何消逝程度均將致使波浪區(qū)段8拉長或展開,這又會形成側(cè)向直線 行進的速度矢量(沿波浪區(qū)段8的直線行進的弧長縱向地延伸),當(dāng)波浪區(qū)段實際上合并 時,它們可在它們拉長的程度上彼此碰撞,其中,將會令人滿意的是,在降低乃至消除該趨 勢所需的程度上限制該消逝角。通過限制該消逝角,可降低每一個波浪區(qū)段的展開速度,其 中,可限制附加波浪效應(yīng),該附加波浪效應(yīng)否則會形成不合乎要求的擾動和湍流,例如橫向 和次級波浪結(jié)構(gòu)、有害渦流和流動轉(zhuǎn)向。
[0095] 其次,另一因素是在波浪區(qū)段的高度與其速度之間存在的關(guān)系,其中,當(dāng)波浪較高 時,波浪的前進速度將同樣被增大。因此,當(dāng)增大波浪速度時,波浪區(qū)段在它們沿該向外消 逝角拉長時的展開速度將同樣增大,從而可能地致使波浪區(qū)段在它們合并時形成不協(xié)和的 表面。另一方面,只要將波浪發(fā)生器沿彎曲的交錯線6取向和定位,這兩個因素對于本發(fā)明 的彎曲的實施例而言可以并不是關(guān)鍵性的,該系列中的相鄰的波浪發(fā)生器將還相對于彼此 成角度地定位,以致它們形成的每一個波浪區(qū)段都將沿大致垂直于每一個波浪發(fā)生器的前 壁26的方向行進,其中,當(dāng)它們合并在一起時,它們將在每一個波浪發(fā)生器的前部沿方向 10行進,它們沿會聚線60在它們合并時將是大致彼此平行的。即,到了相鄰的波浪區(qū)段合 并在一起的時候,它們將實際上大致平行于彼此沿會聚線60行進,其中,將降低形成影響 合成波的形成的過大的直線行進的速度和力的可能性。
[0096] 關(guān)于上文中討論的第二因素,這意指將降低存在相當(dāng)大的碰撞的可能性,該相當(dāng) 大的碰撞將負面地影響作為波速的函數(shù)的合成波的形成,甚至是在波浪速度提高的情況下 也是如此,如果相鄰的波浪區(qū)段沿大致相同的方向、即平行于彼此行進,則將在它們之間存 在較少的碰撞。即,通過降低波浪區(qū)段在彼此上給予直線行進的速度的趨勢,它們合并在一 起所處的凈速度將并不顯著影響合成波的形成,即,甚至是在波浪速度提高的情況下也是 如此,其中,該事實不應(yīng)被單獨轉(zhuǎn)換成在波浪區(qū)段合并時所施加的力的顯著增大。因此,除 了上文中所討論的第一因素之外,應(yīng)該注意,就本文中所公開的彎曲的交錯線而言,第二因 素將是不那么顯著的。
[0097] 第三,由于能量守恒定律,無論何時允許波浪區(qū)段拉長,它必然意指波浪的高度/ 幅度將同樣降低,并且因此,待考慮的另一因素是波浪區(qū)段將作為較高的消逝角的結(jié)果而 在高度/幅度方面降低的程度,其將又轉(zhuǎn)換成較短/較小的合成波13。即,間隔壁20、22之 間呈現(xiàn)出的消逝角越高,波浪區(qū)段將越發(fā)拉長和展開,并且因此,波浪區(qū)段將越小/越短, 這將降低了合成波13的整個高度/幅度。因此,當(dāng)該消逝角過高而無法產(chǎn)生相同尺寸的合 成波時,波浪區(qū)段將必須開始得越高,這又將增大形成初始波浪區(qū)段所需的能量的大小,這 意味著將需要更大和/或更為強大的波浪發(fā)生器以產(chǎn)生相同尺寸的合成波。出于這些原 因,令人滿意的是,考慮最大向外消逝角,以確??杀A糇『铣刹ǖ母叨?幅度。
[0098] 第四,由于波浪發(fā)生器是交錯的,如上文中所討論的那樣,因此,可看出的是,當(dāng)兩 個相鄰的波浪區(qū)段合并時,波浪區(qū)段中的一個與該系列中的相鄰的波浪區(qū)段相比將向更為 下游處行進。此外,由于間隔壁的消逝角將致使每一個波浪區(qū)段在它逐漸向前行進時拉長 并且在高度上降低,合并的波浪區(qū)段的相對尺寸、高度和幅度將最終有所不同。即,一個波 浪區(qū)段將比相鄰的波浪區(qū)段向更為下游處行進,并且因此,當(dāng)兩個波浪區(qū)段合并時,根據(jù)該 消逝角,會在它們之間形成波浪高度差,這會負面地影響區(qū)段如何合并。因此,不僅在波浪 區(qū)段拉長時將存在波浪寬度差,而且當(dāng)波浪區(qū)段合并時將同樣存在波浪高度差,這會潛在 地導(dǎo)致出現(xiàn)不合乎要求的擾動和湍流,例如沿會聚線60并且特別是沿每一個波浪的頂部 破碎部分出現(xiàn)。換言之,由于交錯距離以及需要按順序逐個地啟動每一個波浪發(fā)生器,因 此,一個波浪區(qū)段將不可避免地比該系列中的相鄰的波浪區(qū)段向更為下游處行進,在該情 況下,到了波浪區(qū)段合并的時候,一個波浪區(qū)段將比另一個更為拉長并展開,其中,波浪高 度/幅度差可以存在而告終,這會導(dǎo)致出現(xiàn)不合乎要求的擾動和湍流,例如橫向和次級波 浪結(jié)構(gòu)、有害的渦流和流動轉(zhuǎn)向。
[0099] 從技術(shù)上講,假定沉箱寬度被定義為W0,并且沿會聚線產(chǎn)生的能量通量被定義為 E0,則沉箱處單位寬度上的能量通量為E0/W0。在波浪區(qū)段合并的位置處,W1和W2表示兩 個合并的波浪區(qū)段的寬度,并且由于每個沉箱的總能量通量E0仍舊是相等的,因此,兩個 合并的波浪區(qū)段的單位寬度上的能量通量分別為E0/W1和E0/W2。此外,由于單位長度上 的能量通量與波浪高度的平方成比例,因此,在分別等于波浪高度H1和H2的兩個波浪區(qū)段 合并時將存在波浪高度差。該波浪高度差可通過H2/H1 =SQRT(W1/W2)計算出。由此,如 果W2 (位于最前方的沉箱的波浪區(qū)段)為例如0. 8XW1 (前一相鄰的沉箱的波浪區(qū)段),則 H2/H1 =SQRT(l/0. 8) = 1. 118或者換言之,H2在合并點處比H1高11. 8%。
[0100] 此外,在形成合成波13之后,將存在合成波13的高度/幅度隨著時間/距離而拉 平的趨勢,其中,沿波浪13的波峰的較高點將希望沿波峰下降至較低點的高度,這是由作 用在波浪上的重力的回復(fù)力所導(dǎo)致的,即,這是由于水尋求其自身的水位。這會在待形成 的、沿合成波13的向前移動的波峰的長度側(cè)向延伸的運動中產(chǎn)生一定量的不合乎要求的 變化,這就是為什么想要將向外消逝角限制于小于20度的另一原因。同時,由于合成波13 將隨著時間/距離繼續(xù)走弧線并拉長且展開,即,當(dāng)在波浪區(qū)段合并之后合成波向前行進 時,將降低這些運動負面地影響波浪的形狀的可能性。
[0101] 在該實施例中,由于波浪區(qū)段的端部將沿大致相同的方向、即大致平行于彼此沿 會聚線60行進,甚至是在一個波浪區(qū)段比相鄰的波浪區(qū)段開始得高并且因此行進得較快 時也是如此,因此,凈效應(yīng)是,由于在可在相鄰的波浪區(qū)段之間施加的會聚力或碰撞力中存 在較少的附隨增大或不存在該附隨增大,因此波浪區(qū)段的合并將并非必須形成作為向外消 逝角78和交錯距離69的函數(shù)的過大的湍流、渦流等,這并不同于由上述波浪高度/幅度差 所形成的湍流、渦流。
[0102] 在任何情況下,盡管不存在會在任何兩個間隔壁之間存在的向外消逝角的容許大 小的絕對截止點,但清楚的是,當(dāng)該消逝角過高時,和/或當(dāng)波浪行進得過快或開始得過 高,和/或當(dāng)交錯角和/或距離過大時等,力的組合會使得會產(chǎn)生適用于沖浪的高質(zhì)量的合 成波是較為不可能的。因此,本發(fā)明設(shè)想出,應(yīng)該在設(shè)計這種波浪池時考慮上述因素,其中, 當(dāng)波浪區(qū)段合并在一起時可容忍的過大的湍流和擾動的大小將是上述因素(包括存在于 間隔壁之間的向外消逝角)的函數(shù)。
[0103] 圖6-8示出了具有不同構(gòu)造的波浪池的示例,每一個波浪池均具有波浪發(fā)生器3 的相似的彎曲結(jié)構(gòu),間隔壁20、22從波浪發(fā)生器3向前延伸,其中,每一個波浪發(fā)生器均沿 彎曲的交錯線6延伸。在每一種情況下,除了整體構(gòu)造之外,波浪發(fā)生器3是大致相似的, 該整個構(gòu)造包括每一個實施例中的波浪發(fā)生器的總數(shù),并且它們?nèi)绾稳∠蚴潜舜瞬煌摹?br>[0104] 圖6示出了具有六個波浪發(fā)生器3的實施例100,間隔壁20、22在每一個發(fā)生器的 前部延伸,其中,每一對間隔壁均具有約15度的向外消逝角并且波浪發(fā)生器相對于彼此成 約15度取向,S卩,波浪發(fā)生器3a相對于波浪發(fā)生器3b傾斜15度,并且波浪發(fā)生器3b相對 于波浪發(fā)生器3c傾斜15度等,其中,當(dāng)考慮到側(cè)壁2、4時,共六個波浪發(fā)生器3圍繞從零 度至九十度的曲線或者四分之一個圓延伸。波浪發(fā)生器3沿深端5、沿彎曲的交錯線6定位 并且延伸越過池100的是同樣彎曲的破碎線9和沿淺端11延伸的彎曲的傾斜海岸線7。
[0105] 圖7示出了具有二十四個波浪發(fā)生器3的相似的實施例110,間隔壁20、22在每 一個發(fā)生器的前