CN107106897A - 波浪生成系统 - Google Patents

Abstract

一种波浪生成系统，包括：半浸没式排水船体，其适应于沿着波浪池内的行进路径行进，从而生成尾波；和尾波调节器，其适应于调节尾波；其中所述船体相对于所述尾波调节器的行进路径和所述波浪调节器相对于所述波浪的行进中的至少一个被控制，以实现所述尾波的调节。

Description

波浪生成系统

发明领域

本发明涉及波浪生成系统。本发明特别涉及波浪生成系统，帮助调节由该系统生成的尾波(wake)。

发明概述

根据本发明的一个方面，提供了一种波浪生成系统，包括：

半浸没式排水船体，其适应于沿着波浪池内的行进路径行进，从而生成尾波；和

尾波调节器，其适应于调节尾波；

其中所述船体相对于所述尾波调节器的行进路径和所述波浪调节器相对于所述波浪的行进中的至少一个被控制，以实现所述尾波的调节。

在一个实施例中，所述尾波调节器包括所述波浪池底板的轮廓，并且其中所述船体的行进路径与所述轮廓不平行。所述船体的行进路径可以相对于所述轮廓处于预定的角度，或可以相对于所述轮廓跟随曲折的路径。

在某些实施例中，所述船体包括从所述船体的末端延伸的面板。在其他实施例中，所述船体相对于托架可旋转地被安装。

在另一个实施例中，尾波调节器至少包括另一个船体，其适应于沿着所述波浪池中的行进路径行进，从而生成另一个尾波，并且其中所述尾波的调节包括所述尾波和所述另一个尾波之间的相互作用。

所述船体的行进路径可以是基本上相同的，并且所述船体被设置为彼此间隔一定的距离，从而在前的船体生成的尾波被在后的船体的尾波叠加。

所述船体的行进路径和所述另一个船体的行进路径可选地可以是彼此相向的，从而所述尾波和所述另一个尾波相交，以形成横向穿越所述波浪池的凸起。

所述船体的行进路径和所述另一个船体的行进路径可选地可以在所述波浪池的相对侧处于相同的方向，从而所述尾波和所述另一个尾波相交，以形成设置在所述行进路径之间的凹陷波面。

在另一个实施例中，所述尾波调节器包括浸没式水翼(submergedfoil)，其适应于沿着平行于所述船体的行进路径的行进路径行进，并且在所述船体生成所述尾波之前的预定距离处，从而所述水翼形成调节所述尾波的浪谷。

在另一个实施例中，所述尾波调节器包括浸没式礁石，其适应于沿着平行于所述船体的行进路径的行进路径行进，并且在所述船体之后的预定距离处，从而由所述船体生成的尾波在所述礁石前进时碰撞所述礁石，因此导致所述尾波在所述礁石上破裂。

所述浸没式礁石可以包括可调节的面板，其可以相对于所述船体的尾波进行调节。

在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”或者例如“包括”或“包含”的变形将被理解为暗示包含所述步骤或要素或整数，或一组步骤或一组要素或一组整数，但不排除任何其他的步骤或要素或整数，或其他的一组步骤，一组要素或一组整数。因此，在本说明书的上下文中，术语“包含”以包容性的意义使用，并且因此应被理解为意指“主要包括，但不一定仅仅包括”。

本发明包括在下文完全地描述并且在附图中图示的特征和部分的组合，应当理解，在不偏离本发明的范围或不牺牲本发明中的任何优点的情况下，可以作出细节的各种改变。

附图简述

为了进一步解释本发明的一些实施方案的各种方面，本发明的更具体的描述将通过参照其具体的实施方案作出，具体的实施方案在附图中示出。应理解这些附图仅示出本发明的典型的实施方案，因此不应被认为是对其范围的限制。本发明将通过附图以另外的特性和细节被描述和解释，在附图中：

图1示出了沿着平行于波浪池的轮廓的行进路径移动的船体。

图2示出了沿着不平行于波浪池的轮廓的行进路径移动的船体。

图3示出了沿着相对于波浪池的轮廓曲折的行进路径移动的船体。

图4示出了沿着不平行于波浪池的轮廓的行进路径移动，生成偏斜的尾波的船体。

图5示出了设置有从船尾延伸的面板的船体。

图6示出了在沿着不平行于波浪池的轮廓的行进路径移动时，可旋转地安装在托架上的船体。

图7示出了沿着平行于波浪池的轮廓的行进路径移动的两个船体。

图8示出了沿着平行于波浪池的轮廓的行进路径移动的第一船体。

图9示出了沿着平行于波浪池的轮廓的行进路径移动的两个船体。

图10示出了沿着相对的行进路径移动的两个船体。

图11示出了在其行进路径的末端处的图10的两个船体。

图12示出了在波浪池的相对侧上沿着行进路径移动的两个船体。

图13示出了沿着行进路径移动的船体，所述行进路径平行于在前的浸没式水翼的行进路径。

图14示出了图13的系统的横截面图。

图15示出了沿着行进路径移动的船体，所述行进路径平行于在后的礁石的行进路径。

图16示出了图15的系统的横截面图。

图17示出了沿着行进路径移动的船体，所述行进路径平行于在后的礁石的行进路径。

图18-图20示出了图17的系统的横截面图。

优选的实施方案的详细描述

在下文中，本说明书将根据优选的实施方案描述本发明。应当理解，把描述限于本发明的优选的实施方案仅仅是为了帮助本发明的讨论，并且这在不偏离所附的权利要求的范围的情况下可以想到。

本发明涉及娱乐波浪池。本发明的目的是改变波形，以适应冲浪表演的各个方面。

为了有效地变换波形，本发明提供以下方面的至少一个：

1.通过控制半浸没式排水构件(以下称为“船体”)相对于池底的轮廓的位置来控制波浪的起伏大小、速度和方向；

2.通过控制多个船体的相对位置、速度和配置来产生重叠的尾波；

3.通过控制浸没式排水构件(以下称为“水翼”)相对于前进的尾波的位置来控制水位；

4.通过控制波浪阻挡构件(以下称为“礁石”)相对于水面的位置来控制冲浪区的水深测量。

图1示出了系统100，其中船体105沿着靠近池115的边缘的行进路径100移动，移动方向平行于池底的轮廓120，从而所产生的尾波125以不变的角度前进，不变的角度在此被描绘为与轮廓120呈45度角，在此之后，尾波被设计为破裂。图2示出了类似的系统200，具有与图1相同的组成，不同之处在于船体205的行进路径210与池底的轮廓220平行方向呈五度，从而尾波225的角度减小五度，以40度而不是如图1所示的45度前进。船体205的行进路径210的角度可以有利地被调整以调节尾波225相对于池底的轮廓220的角度。

图3示出了另外的系统300，具有与图2相同的组成，不同之处在于船体305跟随曲折的路径310，由于船体305跟随不同方向，从而导致尾波325的角度改变。除了产生持续改变形状的波浪之外，在船体每次朝向释放尾波325的一侧时，曲折的路径310还通过压迫波面(wave front，又称为波前或波峰)来增加波浪动力。

参考图4和图5，垂直面板430从船体405的一侧纵向地悬挂，以防止在尾波425’的路径使尾波425’离开池壁415时，尾波425’形成在船体405的该侧上，否则这将阻止所需的尾波425形成。图4示出了尾波425’从池壁415弹回的不期望的情况发生。图5示出了具有从一侧悬挂并且延伸超过船舶的船尾的垂直面板430的船体405。

在另一方面，如图6所示，船体605由托架635支撑，托架635允许船体605在水平面上旋转，从而船体605可以通过沿着行进路径610的水与船体的移动方向对准。图6示出了船体605的对准、船体跟随的行进路径610和支撑船体的托架635之间的关系。

如上所述，图2至图6的系统还可以提供用于在沿着行进路径驱动船体的同时改变船体的深度，从而让其尾波的大小相应地增加或减小。类似地，这些系统可以提供用于在沿着行进路径驱动船体的同时改变船体的宽度，从而其尾波的大小相应地增加或减小。在其他实施例中，这些系统可以提供用于提高或降低船体的速度，从而其尾波的大小相应地增加或减小。多个船体也可以沿着通道侧面的行进路径被驱动，连续的船体以不同的速度移动，从而其尾波在大小和速度方面变化。

在本发明的某些实施例中，多个船体被沿着通道的侧面紧密连续地驱动，从而它们在尺寸、牵伸角(draft)和俯仰角方面的关键变化形成各种成角度的尾波，成角度的尾波随后相交以产生对形成的波浪有利的影响。图7示出了两个船体705沿着相同路径行进，但是正在产生成不同角度的尾波725，成角度的尾波725随后在它们进入浅水时相交。

如图8和图9所示，多个船体805，805’有利地沿着池壁815驱动，其中船体805，805’精确地间隔一个波长，从而来自在前的船体805的第二尾波825’与在后的船体805’的第一尾波825”汇合。图8示出了产生一系列的两个尾波825和825’的单个船体805。图9示出了沿着相同路径前进的两个船体805，805’，其中每个船体805，805’产生一系列的两个尾波，从而让尾部船体805’的第一尾波825”与在前的船体805的第二尾波825’对准。因为在前的船体的尾波的波长决定了下一个船体可以如何跟随，而不让下一个船体的尾波不适当地破坏在前的船体的尾波，所以通过重叠多个船体的尾波系列，可以增加相对于能量输入的波浪大小，同时最大化生产率。

在某些实施例中，随着所生成的波浪尺寸和波长增加，船体的速度可以由可编程的逻辑计算机来控制，从而连续的波浪生成机构之间的距离保持与波长的相关性。

在其他实施例中，如图10和图11所示，两个船体1005，1005’被沿着通道的一侧1015朝向彼此驱动，从而它们的尾波1025，1025’相交以形成凸起1040，凸起1040横向穿过水池，直接朝向浅水，并当其在浅水破裂时形成高峰。

在另一个实施例中，如图12所示，两个船体1205，1205’被沿着通道的相对侧1215，1215’在同一方向驱动，从而它们的尾波1225，1225’在通道的中间相交，在通道的中间它们汇聚以形成凹陷波面1240，因为所述尾波1225，1225’持续相交，所以凹陷波面1240会沿着通道的中心线前进。

在另一个实施例中，如图13和图14所示，浸没式水翼1350被沿着在尾波1325前方的水平路径1355驱动，从而其对水表面轮廓的影响与尾波1325汇聚。推动的方法可以是如同潜艇一般的独立的，或者通过固定在池底的轨道。图14示出了浸没式水翼1350的横截面A-B，波谷1360跟随在浸没式水翼1350之后，波谷1360通过增加其波谷1365的深度和其顶部1370的高度来影响尾波1325。

在另一个实施例中，如图15和图16所示，船体1505产生尾波1525，尾波1525在碰撞沿着平行路径1575驱动的礁石1550时，形成破裂的波浪1525’。尾波1525与礁石1550的路径1575相交，礁石1550是例如沿着轨道移动，保持其位置在前进的尾波1525下方的礁石。图16示出了在图15中标识的横截面A-B，显示了礁石1550导致尾波1525以一种方式破裂，这种方式由礁石1550的形状和邻近距离确定。

在另外的实施例中，船体产生尾波，尾波在碰撞浸没式面板的形式的礁石时形成破裂的波浪，礁石沿着平行于在所述船体之后的路径被驱动。图17示出了从上方观察的这种设置，其中船体1705产生尾波1725，尾波1725与浸没式面板1750的路径相交，浸没式面板1750通过沿着固定至池底的轨道1780移动而保持其位置在前进的尾波1725下方。为了最小化阻力，浸没式面板1750相对于其移动方向是平坦的。在横截面中，浸没式面板1750是弯曲的，其凸面朝向上方。浸没式面板1750通过可独立延伸的支柱固定到托架1785上，以允许浸没式面板1750相对于表面重新定位。图18示出了图17中标识的横截面A-B，显示了浸没式面板150，导致波1725’以一种方式破裂，这种方式由面板1750的形状和邻近距离确定。图19和图20示出了相同的横截面，显示了如何在不同的深度和不同的角度重新定位浸没式平板1750，以改变在浸没式平板上破裂的波1725’的形状。在图19中，浸没式平板1750已旋转10度，以使坡度陡峭，这导致波浪1725’更突然地破裂，增加了其高度和下降的幅度。图20示出了作为让水更浅的元件的浸没式面板1750，从而波浪1725’甚至更突然地破裂，在下降波1725’的横截面轮廓中产生更圆的凹陷。

除非文本另有要求或特别地声明是相反的，否则在本文中被作为单数的本发明所叙述的整数、步骤或要素清楚地涵盖了被叙述的整数、步骤或要素的单数和复数形式二者。

应当理解，上文的描述已经通过本发明的说明性示例给出，并且对于本领域的技术人员明显的是，所有的这些调整和变化被视为落入如在本文中提出的本发明的宽的范围和界限内。

Claims (13)

1.一种波浪生成系统，包括：

半浸没式排水船体，其适应于沿着波浪池内的行进路径行进，从而生成尾波；和

尾波调节器，其适应于调节尾波；

其中所述船体相对于所述尾波调节器的行进路径和所述波浪调节器相对于所述波浪的行进中的至少一个被控制，以实现所述尾波的调节。

2.根据权利要求1所述的波浪生成系统，其中所述尾波调节器包括所述波浪池底板的轮廓，并且其中所述船体的所述行进路径与所述轮廓不平行。

3.根据权利要求2所述的波浪生成系统，其中所述船体的所述行进路径相对于所述轮廓处于预定的角度。

4.根据权利要求2所述的波浪生成系统，其中所述船体的所述行进路径相对于所述轮廓跟随曲折的路径。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的波浪生成系统，其中所述船体包括从所述船体的末端延伸的面板。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的波浪生成系统，其中所述船体相对于托架可旋转地被安装。

7.根据权利要求1所述的波浪生成系统，其中所述尾波调节器至少包括另一个船体，其适应于沿着所述波浪池中的行进路径行进，从而生成另一个尾波，并且其中所述尾波的调节包括所述尾波和所述另一个尾波之间的相互作用。

8.根据权利要求7所述的波浪生成系统，其中所述船体的行进路径是基本上相同的，并且其中所述船体被设置为彼此间隔一定的距离，从而在前的船体生成的尾波被在后的船体的尾波叠加。

9.根据权利要求7所述的波浪生成系统，其中所述船体的行进路径和所述另一个船体的行进路径是彼此相向的，从而所述尾波和所述另一个尾波相交，以形成横向穿越所述波浪池的凸起。

10.根据权利要求7所述的波浪生成系统，其中所述船体的行进路径和所述另一个船体的行进路径在所述波浪池的相对侧处于相同的方向，从而所述尾波和所述另一个尾波相交，以形成设置在所述行进路径之间的凹陷波面。

11.根据权利要求1所述的波浪生成系统，其中所述尾波调节器包括浸没式水翼，其适应于沿着平行于所述船体的所述行进路径的行进路径行进，并且在所述船体生成所述尾波之前的预定距离处，从而所述水翼形成调节所述尾波的浪谷。

12.根据权利要求1所述的波浪生成系统，其中所述尾波调节器包括浸没式礁石，其适应于沿着平行于所述船体的所述行进路径的行进路径行进，并且在所述船体之后的预定距离处，从而由所述船体生成的所述尾波在所述礁石前进时碰撞所述礁石，因此导致所述尾波在所述礁石上破裂。

13.根据权利要求12所述的波浪生成系统，其中所述浸没式礁石包括可调节的面板，其可以相对于所述船体的所述尾波进行调节。