一种双臂激光测距系统设计和误差分析

长度是7个基本物理量之一,在人们工作和生活中有着广泛的应用场景。本文提出了一种由两个激光测距传感器构成的双臂激光测距系统,可以通过非接触方式测量仪器与空间中任意一点以及空间中任意两点之间的距离,还具备测量阴角、阳角和二维垂直度的功能。本系统测量误差从理论上被分析,并通过MATLAB软件进行了仿真。实际的实验测试表明,测量距离在1 m以内时绝对误差能控制在1 mm以内,测量距离在50 m以内时相对误差能控制在1‰的数量级。同时,重复性测量实验和测量不确定度评定验证了本系统的误差指标,也为本系统的改进指明了方向。本仪器还具有功耗低、成本低和便于便携化等优势,因此有着广阔的应用前景。     

潜堤上波浪传播过程数值研究

以RANS方程结合Level-Set方法为研究基础,采用五阶WENO有限差分格式进行空间离散、三阶TVD Runge-Kutta格式进行时间推进、Level-Set方法追踪波浪与空气间自由面以及解析松弛法来实现数值水槽中的造波消波,建立了一种求解潜堤上波浪传播问题的数值计算模型。选取经典的潜堤上波浪传播物理试验模型对数值模型进行了验证,水位计算结果与试验值吻合较好。进一步研究了波高、潜堤顶部淹没深度以及潜堤坡度等参数对潜堤上波浪传播过程的影响。结果表明:波高越高、淹没深度越浅、潜堤向波坡度越小,波浪受浅水作用越明显;潜堤背波坡度越小,波浪受反浅水作用稍大,但并不明显。