【海浪建模3】三维随机真实海浪建模以及海浪发电机建模matlab仿真

1.软件版本

matlab2017b

2.算法概述

依照上次的海浪模拟的模式【海浪建模1】【海浪建模2】，这次把海浪从之前的规则海浪做成随机海浪，模拟真是海浪情况。

然后分别把两个发电机模拟在不规则海浪中。

发电机模式1之前刚刚做好，应该技术人员留有备份。

发电机模式2如下图：

 

       如图），四个圆管中分别装有能量转化器。图是设备整体外观图，随着海波产生运动，带动能量转化器运动从而产生电能。整个设备浮于海面中。

3.核心源码

global Winds;   %风速
global g; %重力加速度
global kk; %仿真模型沙盘和实际区域的大小比例
global Xmax;
global Ymax;
global Dxy;
global flag;
global VX;
global VY;
global VZ;
global seepart;
global seeall;
global sel;

RandStream.setDefaultStream(RandStream('mt19937ar','seed',3));

flag = 0;

g    = 9.8; %重力加速度
kk   = 1/40; %仿真模型沙盘和实际区域的大小比例
%仿真的间隔
Dxy  = 4;


%仿真覆盖的海域范围
Xmax = 1000;
Ymax = 1000;

Start  = 200;
x      = [Start:Dxy:Xmax];
Ymax2  = round(Ymax/2);
y      = [Start:Dxy:Ymax2];
[xo,yo]= meshgrid(x,y);
z2     = zeros(size(x));

%海浪自身运动的波高
r = (3.5325*Winds^2.5)/1000;

%海浪自身运动的波长
k = 2*g/(3*Winds^2);
L = 2*pi/k;

%周期T
T = sqrt(2*pi*L/g);

%波频率
w = sqrt(2/3)*g/T;
T = 0;

%发电量
Power = 0;
amps  = 0;


while(flag == 0)
    T = T + 1;    
    
    PP = floor(6*(Winds - 5.8));%1~90
    
    [d,g,H,alpha,beta,waves,wave_no_lookup,angle_lookup,scales] = func_Random_Ocean_Initial(PP);
    
 
    t = 0.1*T;
    surfo = zeros(scales,scales);
    for X=1:scales
        x        = X-1;
        xplot(X) = x;
        for Y=1:scales
            y        = Y-1;
            yplot(Y) = y;
            for i=1:PP
                surfo(X,Y) = surfo(X,Y) + waves(i).amp*cos( waves(i).xcoeff*x + waves(i).ycoeff*y + waves(i).w*t + waves(i).phase);
            end
        end
    end    

    %显示局部效果
    axes(handles.axes1);
    
    surf(xplot,yplot,surfo);
    
    hold on;
    

    amps = surfo(50,50);
    if sel == 1
       func_power_gen_machine_randomOcean(amps,1.6,seepart,seeall);
    else
       func_power_gen_machine2_randomOcean(amps,1.6,seepart,seeall); 
    end
 
    
    axis([0,scales,0,scales,-H,H]);
    shading interp;
    colormap([143/255,157/255,203/255]);
    lightangle(-30,90);    
    xlabel('x');
    ylabel('y');
    zlabel('z');
    grid on;
    

    view([VX,VY,VZ]);
    pause(0.000001);    
    
    %海浪自身运动的波长
    k = 2*g/(3*Winds^2);
    Ls = 2*pi/k;
    set(handles.edit1,'String',num2str(Ls));
    
    %计算得到海浪的参数指标
    %海浪自身运动的波高
    rs = (3.5325*Winds^2.5)/1000;
    set(handles.edit3,'String',num2str(rs));
    
    %周期T
    T = sqrt(2*pi*L/g);
    %速度
    c = g*T/(2*pi); 
    set(handles.edit4,'String',num2str(c)); 
    
    %波频率
    w = sqrt(2/3)*g/T;    
    set(handles.edit5,'String',num2str(w/2/pi));
    
    %发电量
    %注意，由于海浪发电的具体的计算公式，你没有提供，所以这里发电量仅仅使用简单的海浪的大小来表示，
    %实际中，发电量就是和海浪大小相关的。所以在得到公式之后，修改210行代码即可。
    Power = abs(2*max(surfo(1,:)));   
    set(handles.edit12,'String',num2str(Power));    
    hold off;
end

4.测试结果

通过这次新的模型的建模，以及结合前一次的效果，这次得到的软件的界面如下所示：

从上面的界面可知，原先的界面中多了一个choose power mach的按键，这个按键的主要功能就是选择不同的发电机的按钮，

下面对整个仿真过程进行截图以及说明分析：

下面点击那个新放进去的那个按钮，选择不同的发电机，得到如下的结果：

再点一下，得到如下的界面：

下面对这个新放进去的发电模型的侧面进行介绍：

A19-08