作者:孙秀*,李宗萱,杨燕,周莹,桑宏强
单位：1.青岛科技大学自动化与电子工程学院,山东青岛,;2.中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室,山东青岛,;3.中国海洋大学海洋高等研究院,山东青岛,;4.青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东青岛,;5.天津工业大学机械工程学院,天津,
基金项目：国家重点研发计划重点专项(YFC);山东省重大科技创新工程项目(JZZY);天津市自然科学基金重点基金(18JCZDJC);青岛海洋科学与技术国家实验室“问海计划”项目(WHZZB).
摘要计算机仿真或水槽实验的方法难以准确反映真实海况下的波高和波周期与波浪滑翔器的波浪驱动速度的映射关系。文中采用“黑珍珠”小型波浪滑翔器搭载声学多普勒流速剖面仪(ADCP)、波浪传感器和全球定位系统等载荷,获得了波高、波周期、流速以及位置坐标等数据,利用ADCP底跟踪模式测量的波浪滑翔器对地速度矢量减去ADCP测得的剖面流速矢量,计算出波浪滑翔器的波浪驱动速度矢量,建立波浪驱动速度与海浪波高和波周期的散点图,并采用拟合曲线找出波浪驱动速度与海浪参数之间的映射关系。文中推导出的波浪驱动速度在一定参数范围内与波高呈正相关、与波周期呈负相关的预测模型,可为波浪滑翔器的波浪动力转换机构优化设计提供指导。
波浪滑翔器是一种将海浪动能转换为前向动力的无人航行器[1],其波浪驱动速度的大小与自身结构参数有关,也与海浪的波高和波周期等参数有关[2]。对波浪滑翔器而言,波浪驱动速度决定了波浪滑翔器的根本性能,波浪驱动速度越大,波浪滑翔器的抗流能力越强,路径导航和位置保持精度越高[3]。基于当前的理论水平,波浪滑翔器的波浪驱动速度很难通过数学和仿真方法准确计算出来:首先,波浪滑翔器自身结构的动力计算以及水动力仿真与工程实践存在较大误差;其次,计算流体动力学(