1、內(nèi)波的長周期、大振幅，以及發(fā)生的不確定性等特性，使得內(nèi)波成為海洋資源勘探開采一個重要的限制因素。近些年來，由于內(nèi)波對海洋工程結(jié)構(gòu)物造成破壞的事故屢見報(bào)道，國內(nèi)外學(xué)者對內(nèi)波研究的重視程度越來越高。關(guān)于內(nèi)波理論數(shù)值模擬方面的研究比較多，試驗(yàn)方面相對比較少。本文將主要針對內(nèi)波場中布置在不同位置的橫向圓柱體進(jìn)行試驗(yàn)方面的探討，研究在內(nèi)波作用下橫置圓柱體受到的作用力以及影響因素。
　　首先，介紹在內(nèi)波研究領(lǐng)域使用的三種理論模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條

2、件，以及試驗(yàn)時工況的設(shè)計(jì)情況，選擇合適的mKdV理論模型。運(yùn)用MATLAB進(jìn)行編程，結(jié)合求波浪力的計(jì)算公式Morison方程，對內(nèi)波作用下橫置圓柱體的受力情況進(jìn)行模擬估算。根據(jù)估算結(jié)果，選擇測量系統(tǒng)的合適量程以及相應(yīng)的精度。
　　其次，根據(jù)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)試驗(yàn)工況，進(jìn)行試驗(yàn)。本次試驗(yàn)共分內(nèi)周期波試驗(yàn)和內(nèi)孤立波試驗(yàn)，兩種試驗(yàn)均采用染色攝影技術(shù)測量所制取內(nèi)波的波要素，使用定制的高精度、微量程的一維測力傳感器和二維測力傳感器對流體中橫置圓柱

3、體受到的作用力進(jìn)行測量和記錄。
　　最后，對試驗(yàn)過程中得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到了一些有意義的研究結(jié)果。具體內(nèi)容如下:
　　1)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波去噪處理，然后用Matlab編程對數(shù)據(jù)進(jìn)行時域分析，探討圓柱體的布置深度、內(nèi)波振幅等對圓柱體垂向力的影響。結(jié)果表明:在靠近密度躍層時圓柱體垂向力比較大，離密度躍層較遠(yuǎn)時圓柱體垂向力比較小;圓柱體垂向力隨著內(nèi)波振幅增大而增大。
　　2)對于布置在密度躍層處的橫向圓柱體，分

4、析內(nèi)波振幅對圓柱體水平力的影響，得到相應(yīng)的作用規(guī)律:圓柱體水平力隨著內(nèi)波振幅的增大而增大。
　　3)對于內(nèi)周期波試驗(yàn)得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過快速傅里葉變換(FFT)，得出圓柱體在內(nèi)波作用下作用力的動力響應(yīng)頻譜圖。分析發(fā)現(xiàn)圓柱體垂向力的主頻率成分與內(nèi)波頻率基本一致，還存在一個兩倍于主頻率的成分。界面處的橫向圓柱體水平力的主頻率兩倍于垂向力的主頻率，同時也存在一個接近于內(nèi)波頻率的成分。對界面處圓柱體兩個方向的力進(jìn)行耦合后發(fā)現(xiàn)呈“8”字形。