利用有序的交错波浪发生器产生适于冲浪的渐进性波浪的方法和设备

摘要

本发明涉及用于波浪池的方法和设备，该波浪池具有深端和浅端，其中提供用于在池中产生波浪段的多个波浪发生器。该波浪发生器优选基本沿着深端以基本交错的方式相对波浪段的行进方向延伸。优选在每个波浪发生器的前面提供一对分界壁，其中分界壁基本沿波浪行进的方向并且基本相互平行地或者以相对彼此不大于大约20至30度的减弱角向前延伸。波浪发生器优选从池一侧到另一侧顺序地操作，使得以预先选定的时间间隔产生多个波浪段，并且使得多个波浪段可以向前行进，并且之后，由于波浪发生器的交错、汇合在一起以形成基本一致的合成的周期性波浪。该合成的波浪形成并向前行进，并且之后沿优选包括散开线的浅端散开。

说明书

技术领域

本发明涉及波浪池领域，并且更具体地涉及包括使用多个交错的 有序波浪发生器的波浪池，所述波浪发生器具有分界壁延长部分，用 于增强使波浪段能够形成并且融合在一起以形成单个的渐进性波浪的 性能，单个的渐进性波浪沿着倾斜成角度的有斜坡的海岸线散开。

背景技术

冲浪技术需要天赋、实践和技巧的结合。它要求对冲浪者的平衡 进行连续的调节，以保持滑过水面的大的纵向取向的冲浪板以刚好合 适的速度和角度继续向前行进，使得波浪能够向前推动冲浪板和冲浪 者，而同时，冲浪者能够倾斜并进行调节，以便在刚好合适的瞬间并 用刚好合适的方向性的脚压力和身体扭动（English）开创一条路径。 要将冲浪板及其使用者保持在持续改变的平衡状态，细致的平衡动作 是最基本的，其要求持续地了解身体相对于冲浪板的位置以及冲浪板 相对于水的位置，其中冲浪板及冲浪者在各种控制的方向上一起同步， 而同时通过利用重力和运动的波浪的倾斜表面形成有利的动作。

由于需要使这些运动同步并且不断地进行调节，因此冲浪板在其 上行进的波浪具有足够的尺寸、形状和品质以使冲浪者能够产生速度 以及被提供具有斜坡、过渡、切面和空心管道（其在保持冲浪者平衡 的同时允许冲浪者做各种特技和动作）也是很重要的。首先，冲浪板 相对其行进、穿过和动作的（波浪）表面结构必须足够平滑，并且无 湍流和表面不连续性，以使冲浪板能够成功滑过并穿过波浪，以及允 许冲浪者做希望的动作和特技。如果波浪的结构中存在任何不规则性， 例如顶峰、角度、波纹、旋涡、碎浪等，那么在这种波浪上动作和保 持平衡将是更困难的。例如，基于标准冲浪板的尺寸（包括其整个宽 度、长度和厚度），波浪的平滑部分充分地足够大、足够宽使得冲浪 板能够完全被波浪结构支撑是关键性的，其中，当冲浪板滑过波浪表 面并越过波浪表面动作时，冲浪者可进行必要的调整和偏移使他或她 能够在冲浪板上保持平衡。例如，如果表面上有太多的湍流，或者如 果波浪的平滑部分不够大或不够宽，则冲浪板会失去其滑行能力或被 被转向，这可能使冲浪者或者完全失去对波浪的控制，或者不得不进 行快速的补充调节和修正，这将增加他或她进行错误的身体姿势变化 而翻倒的可能性。

由于标准冲浪板的尺寸通常大约是18至21英寸（40至55厘米）宽、 大约2至3英寸（5至7厘米）厚、大约70至120英寸（2至3米）长，并且 冲浪板可具有便于切开的锥形或弧线形的形状，因此希望波浪的平滑 部分足够大以完全支撑冲浪板及其变化的运动，这使冲浪者能够在波 浪上适当地动作。例如，如果在波浪上形成有每个间隔开12至24英寸 （30至60厘米）的大的波纹、隆起或碎浪，那么，当冲浪板遇到这种 隆起等时，冲浪者将不得不采取非常保守的（最小动作）膝盖弯曲的 冲浪姿态（其用作缓冲器），并利用非常小的快速调节保持冲浪板不 受影响，其中当冲浪者向前行进并滑过波浪表面时，继续停留在路径 上并且避免翻倒成了生存问题。的确，在低品质波浪上冲浪的显著缺 点之一是冲浪板本身被不期望地转向，例如，当冲浪板的尖端进入碎 浪中时，在这种情况下，冲浪板的前端会冲进水中（这在冲浪行话中 叫做“采珠（pearling）”），并且在大多数情况下会导致翻倒。

过去，由于世界上只有很少的地方有自然规律下形成的高品质的 可冲浪波浪，因此冲浪者需要行进很远的距离才能到达并且赶上大浪。 但是，倘若很多冲浪者缺少可利用的时间和资源进行这种旅行，那么 更多的关注点就放在了例如在大波浪池中形成人造的可冲浪的波浪 上，在这种波浪池中冲浪者在几乎任何时候都能进行冲浪。

波浪池是人造的水体，其中，波浪模拟海洋中的波浪而形成。波 浪池通常具有位于一端的波浪生成机和位于另一端的人工倾斜“海 滩”，其中，波浪生成机在水中形成湍流，其产生从一端行进到另一 端的周期性的波浪。靠近海滩的波浪池的底面优选向上倾斜，使得当 波浪接近岸边时，该底面使波浪改变形状并且在该海滩上“散开”。

传统波浪池的缺点之一是它占据大量的土地，因此建造相对昂贵。 而且，为了产生大的可冲浪的波浪，不仅波浪池本身必须比较大，而 且波浪发生器也必须比较大并且需要较大的功率推动更多的水来产生 期望的波浪。一些已经建成的波浪池具有沿着深端并排设置的多个波 浪发生器和在浅端的倾斜海滩。波浪发生器能够被同时起动以产生从 深端向浅端行进的单个的周期性波浪。通常，在这种情况下，每个波 浪发生器能够被同时起动以产生单个的周期性波浪，其前进穿过池的 长度并且然后散开。

在Cohen的美国专利号5,342,145中，显示了具有成角度的暗礁用于 声称产生卷跃（plunging）型波浪的波浪生成设施，其中多个波浪发生 器沿着暗礁的离岸侧以倾斜角度提供用以产生多个有序波浪，其中单 个波浪被形成，其沿着暗礁横向剥离。在Cohen中，波浪发生器以相对 于波浪的前端或顶峰（crest）的倾斜角定位，并且同样，暗礁沿着相同 的倾斜角延伸，从而当波浪前进时，它们将穿过暗礁横向剥离（peel） 并散开。

在Leigh的美国专利号3,350,724中，示出一种用于在水体中产生人 工波浪的方法和设备，其中示出用于产生单独波浪的多个波浪发生器。 根据Leigh的美国专利，每个波浪发生器被提供一对向前延伸的成角度 的壁，其中当波浪向前运动时这种布置能够使波浪段伸长。通过在每 个波浪发生器的前面基本上使壁成角度，当波浪向前运动时允许波浪 段展开，根据Leigh的美国专利，这允许使用较少的且较短的波浪发生 器产生较长周期的波浪。根据附图，这通过使壁成角度来实现的，其 中壁相对于彼此看起来成大约60至70度角。

但是，Leigh的美国专利的一个严重的缺点是当波浪段壁随壁的角 度而延长，其中该波浪段将径向向外作弧线运动并且最终当它们汇合 时将相互干扰并相互碰撞，而不是平稳地融合形成均匀的周期性波浪。 这是因为当这些波浪段延长时产生横向下行（down-line）速度矢量， 这使得波浪段以很大的力相互碰撞。根据能量守恒原理，当波浪向前 运动时，波浪段的延长还将使波浪的高度/幅度下降。而且，由波浪段 相互碰撞引起的额外的湍流和扰动将使波浪改变能量的方向，因而进 一步促使波浪尺寸减小，其中需要附加的能量来形成相同尺寸的波浪。

基于上述原因，需要设计并建造一种波浪池，其利用多个沿深（水） 端并排设置的波浪发生器产生向前行进并融合在一起形成单个、合成 的周期性波浪的波浪段，其中这种池设计成功地允许波浪段融合在一 起以形成高品质的可冲浪的渐进式波浪，而不沿着汇合区形成过多的 湍流和扰动。

发明内容

本发明对包括多个并排定位的波浪发生器的上述波浪池提出一种 改进，其中通过使多个波浪段融合在一起所形成的合成的波浪是高品 质的可冲浪波浪，其没有由于改进波浪生成和定位引起的表面不稳定 性。本发明的波浪池具有相对深的一端和相对浅的一端，其中波浪发 生器沿着深端设置，而海岸线沿着浅端设置，其中有斜坡的变浅的底 面在其之间延伸。但是，与过去的波浪池不一样，在本发明中，波浪 发生器优选以相对于合成的波浪的横向下行方向的倾斜角取向并且交 错排列，使得当波浪发生器一个接着一个顺序运行时，产生的波浪段 融合在一起以形成适合于冲浪的平滑形状的合成的渐进性波浪，其以 减少的湍流和能量损失以及最小的尺寸（高度/幅度）减小等行进穿过 波浪池变浅区并且沿散开线散开。

尽管不同的结构是可能的，但是在一个实施例中，本发明的波浪 池优选设计成具有平行四边形的形状（从上面看），其中波浪发生器 沿着深端延伸，并且倾斜的变浅的底面向上延伸到浅端，即散开线所 在的位置，其中波浪发生器行和散开线基本相互平行地延伸。同时， 在该实施例中，波浪发生器行和散开线都定位为相对合成的渐进性波 浪的移动的前部或顶峰（crest）成倾斜角。并且，通过将倾斜的底面和 波浪发生器保持成基本上相互平行并且允许波浪以相对于海岸线的倾 斜角散开，形成的波浪将向前倾斜地散开，并且于是跨池的宽度横向 剥离。请注意，倾斜的变浅的底面也可以包括水平的底面部分，其包 括有助于形成倾斜的底面效果的一个或多个逐渐升高部分。

诸如申请人的专利号为6,460,201的美国专利或申请序列号为 61/200,183的美国申请中公开的波浪阻尼系统通过引用合并于此，其优 选沿着浅端设置以减少不期望的波浪效果，例如，会不利地影响波浪 沿着海岸线散开的激流和反向流动等。也可以提供沿从深端向浅水边 缘的斜坡前进的标准的海岸线或其他倾斜的海滩。

优选地，波浪发生器沿预定的“交错角”（即沿“交错线”）以 交错方式并排地定位，其中每个后续的波浪发生器比前一个波浪发生 器按序设置在更下游（沿波浪行进的方向）。例如，沿着波浪行进的 方向，第二个波浪发生器优选比第一个波浪发生器设置在更下游，并 且第三个波浪发生器优选比第二个波浪发生器设置在更下游，等等， 其中该序列中的最后一个波浪发生器相比任何一个其他之前的波浪发 生器设置在更下游。

使用多个波浪发生器，包括机械地、气动地或液压操作的、并排 定位的波浪发生器，可以看到波浪发生器必须一个接一个地顺序起动， 其间具有预定的时间间隔，使得在每个波浪段与序列中的相邻波浪段 融合之前，它有时间向前前进并适当展开。并且，由于波浪发生器是 交错的，因此可以看到为了波浪段适当地融合，每个波浪发生器的起 动必须考虑每个波浪段从一个波浪发生器向前行进到下一个后续波浪 发生器所花费的时间量。

为了形成平滑的可冲浪的渐进性波浪，本发明的一方面在于，在 每个波浪发生器的前部优选具有一对基本上平行的分界壁，这些分界 壁有助于在波浪段形成并在融合之前向前行进时限制波浪段的能量。 每对分界壁优选在每个波浪发生器的前面向前延伸，以便它们帮助限 制波浪段的能量，其中当波浪段向前移动时可基本上保持它们的长度、 尺寸（高度/幅度）和形状，同时为他们提供足够的时间以在与序列中 的其他类似的波浪段汇合之前形成和发展。通过这种方式，当波浪段 真正汇合时，它们的尺寸和形状可以是基本上相同的，并且因此可避 免或至少限制不期望的扰动、干扰和湍流（例如，过多的漩涡、流动 转向、交叉方向的或次生的波浪等），其中可基本保持合成的波浪的 尺寸和形状。

本发明的有关方面在于，在每个波浪发生器的前部优选具有相对 于分界壁形成的三个不同的波浪形成区域或区，其有助于促进合成的 渐进性波浪的形成、汇合和过渡。现在，将以每个波浪段形成以及向 前行进时遇到的区域的顺序讨论这三个区域。

首先，波浪形成区以存在两个基本平行的分界壁为特征，该分界 壁在每个波浪发生器前面在波浪段行进通过的任一侧上直接向前延 伸，其中在此期间波浪段的能量被基本限制并保留。该波浪形成区被 设计成有助于在波浪段向前行进时限制波浪段的能量（例如，底部上、 侧面和后面），使得它们在进入汇合区并与在序列中的其他同样的波 浪段融合在一起之前可以发展合适的形状。在这方面，分界壁的特征 优选在于它们基本相互平行地延伸，然而在其他实施例中，正如将要 讨论的，它们能够“偏离平行”到一定程度，即，它们可以具有小的 减弱角（fade）并且仍然实现类似的效果。通过保持分界壁基本上相互 平行或限制减弱角，波浪段将不伸长或损失其能量或尺寸（高度/幅度） 等的大部分。

通过在波浪形成区内以这种方式延伸两个分界壁，可实现下述优 点：1）波浪段基本上不伸长或展开，这减少或消除波浪段的展开速度 或下行径向扩张速度，这有助于在波浪段融合时防止波浪段以过大的 力相互干扰和碰撞，和2）由于其波浪能量基本上保留在包含侧壁的区 域内，因此在该区域的整个平衡期间允许波浪段的尺寸（高度/幅度） 和形状随时间全面地发展、变平并适当地形成，这有助于减少当波浪 段融合时会的不期望的扰动和湍流的量。为讨论的目的，展开速度或 下行速度描述沿以下方向移动的速度向量：沿给定波浪的顶峰或波峰 线纵向向下延伸，其基本垂直于波前的前向运动。

当波浪段向前移动时，波浪段遇到的下一个（第二个）区域是部 分波浪汇合区，其特征在于在一侧上有一个分界壁并且在另一侧上暴 露于水，其中波浪段沿着一侧与该序列中的相邻波浪段开始融合。该 区域从波浪形成区的端部（即，短分界壁的远端）延伸到长分界壁的 远端。尽管该部分波浪汇合区只在一侧上有一个分界壁，并且因此不 在两侧上被限制，然而行进通过该区的波浪段由于存在沿相同方向行 进的相邻波浪段而在相对的“暴露”侧上被限制。也就是说，“暴露” 侧将与该系列中的相邻波浪段汇合并且被其限制，该相邻的波浪段（当 分界壁基本相互平行时）沿基本相同的方向以基本相同的速度行进， 并且具有基本相同的尺寸（高度/幅度）和形状，其中该波浪段的能量 将基本上保持在两侧上，即借助一侧上的分界壁和另一侧上的相邻波 浪段，其中波浪段的汇合和限制将有助于保持合成的渐进性波浪段的 尺寸（高度/幅度）和形状。尽管只有一个直接限制波浪段的分界壁， 但是，当在定时的时间，相互融合在一起的两个相邻波浪段将能够适 当地汇合在一起，而不产生不期望的过多的扰动和湍流，例如过多的 漩涡、流动转向以及交叉方向的或次生的波浪等，这会不利地影响旨 在用于冲浪的期望的渐进性波浪的平滑形成和过渡。

波浪段向前行进时所遇到的下一个（第三个）区域是完全波浪汇 合区，其特征在于在两侧上暴露于水，其中在此区域期间波浪段的另 一侧与另一波浪段在相对侧上汇合，其中这些波浪段的汇合将继续形 成平滑成形的单一的合成的渐进性波浪。该完全汇合区刚好延伸超过 部分汇合区（即，在长分界壁的远端），并且朝浅端向前延伸到池中。 但是，由于在任何一侧上都没有分界壁，因此行进通过该区域的波浪 段将与该顺序中的后续波浪发生器形成的另一波浪段汇合并且被其限 制在相对侧上。也就是说，尽管该波浪段将已经在近侧上与部分汇合 区内的在先的波浪段融合，但是之后它仍将在完整波浪汇合区中与相 对侧上该顺序中的后续波浪发生器产生的后续波浪段在相对侧上融 合。并且，由于后续的波浪段以基本相同的速度运动沿基本相同的方 向并以基本相同的尺寸（高度/幅度）和形状行进，因此这两个波浪段 的能量也将基本被限制，使得当该波浪段汇合时，将形成形状一致的 渐进性波浪。

当这些波浪段一个接着一个向前行进并融合在一起时，首先在一 侧上并且然后在相对侧上，每个波浪段的尺寸（高度/幅度）和形状将 保持基本不变，这允许这些波浪段的汇合帮助形成基本平滑的渐进性 波浪，其中可减少或避免会不利地影响波浪的形成和过渡的不期望的 过多的漩涡、流动转向、交叉方向的或次生的波浪。

虽然在优选实施例中，在每个波浪发生器前面的分界壁彼此基本 平行地延伸，但在其他实施例中，这两个分界壁可以根据波浪的高度 偏离平行高达约20度。在这方面，术语“基本平行”将包括严格平行 的壁以及偏离平行几度的壁，然而另一方面，还有其他的实施例，这 些实施例的分界壁具有容许量的向外的减弱角，其大于仅仅的几度， 即具体的实施例可以具有能够形成高品质的渐进性可冲浪波浪的不同 容差（如在下面所讨论的）。

在这方面，已经发现相对于上面所讨论的减弱角限制下述因素在 形成形状一致的渐进性波浪中具有重要的意义。

首先，向外减弱的任何角度将使波浪段伸长到一定程度，其中通 过伸长该波浪段或允许它展开，横向下行速度矢量将被引进到波浪段 中，如果其是不受控制的，则可引起与其干扰的交叉方向的或次生的 波浪以及过多的流动转向和漩涡从而无法成形期望的主要冲浪波的表 面连续性。因此，本发明的目的之一是将减弱角控制或限制到必要的 程度，以减少至主要的期望的冲浪波形状的不连续性。也就是说，如 果不通过限制分界壁的减弱角来控制波浪段扩张，则可能产生不期望 的扰动和湍流，这些扰动和湍流可能展开、相互干扰和碰撞，并引起 隆起、碎浪、扰动、漩涡和流动转向的发生。当波浪从发生器向散开 点前进时（在池中逐渐地），这些扰动会不利地影响期望的主要的冲 浪波的形成和过渡。

第二，要考虑的另一个因素是在波浪高度及其波浪速度之间必然 存在的关系，其中当波浪较高时，波浪的速度必然增大。因此，当波 浪较高并且波浪速度增大时，波浪段的横向下行速度矢量也将增加， 从而使波浪段以较大的速度展开，并且因而相互干扰和碰撞，或者以 较大的速度和力彼此通过。因此，当波浪较高时，进一步限制减弱角 变得更加关键，这有助于减少在波浪段向前行进并融合时会产生的展 开速度或横向下行速度。为此，当波浪段的高度相对低时，即例如在1 米高左右，分界壁之间允许的最大减弱角可能在20度左右，当波浪段 的高度相对高时，即例如在2至3米左右，根据波浪段的实际高度，允 许的最大减弱角可以减小到大约5至15度。池底面的相对深度也可影响 波浪速度，其中这是设计允许的减弱角时应当考虑的另一个因素。

第三，由于能量守恒原理，当允许波浪段伸长时（展开），它必 然随着向前行进而减小尺寸（高度/幅度），并且因此，要考虑的另一 个因素是波浪段由于减弱角的原因将伸长和尺寸（高度/幅度）减少的 程度。也就是说，减弱角越大，波浪段将伸长越多，并且因此，波浪 段的尺寸（高度/幅度）将减少越多，这最终将减少合成的波浪的尺寸 和形状。因此，当减弱角较大时，为了产生相同尺寸的合成的波浪， 波浪段必须在开始时较高，这会增加形成该波浪段所需要的能量的量。

第四，由于向外的减弱角的任何量都将使波浪段的高度/幅度随时 间减少（正如上面讨论的），因此任何波浪段的合成尺寸都将取决于 该波浪段与另一个波浪段汇合之前其向前行进了多远（在减弱的分界 壁之间）。并且由于波浪发生器交错并且一个接一个顺序地运行，因 此当任何两个相邻的波浪段实际融合时，一个波浪段将比另一个波浪 段向下游移动了更大的距离，这意味着当它们汇合时，在这两个融合 的波浪段之间将存在尺寸（高度/幅度）差。换句话说，由于存在交错 角，并且波浪发生器一个接着一个地顺序起动，则两个融合的波浪段 之一将比另一个向下游行进得更远，在这种情况下，当存在减弱角时， 在进入汇合区之前该波浪段将相比另一个波浪段更小（高度/幅度）而 结束。结果，当任何两个波浪段实际融合在一起时，将存在尺寸（高 度/幅度）差以及横向下行宽度差（伸长引起的），其是减弱角的函数。 这会引起不期望的扰动和湍流发生，例如过多的漩涡和流动转向。

为了上述原因，当波浪开始较高时，不仅波浪段沿相同的减弱角 展开更快，合成的波浪高度差也将增加，其中减弱角应当减小。

尽管可存在于两个分界壁之间的容许的减弱角的量的特定的切断 点可能是主观的，但是清楚的是，当减弱角太大时（与给定的波浪速 度、波浪高度、交错角或交错距离等成比例），则相互干扰并引起表 面扰动的不同波浪段的结合将导致不可能产生适于冲浪的高品质渐进 性波浪。因此，本发明预期在设计具有减弱的分界壁的水池时考虑上 述因素。

根据上面所述，当波浪段等于或小于大约1.0米高时，优选的最大 减弱角优选为大约20度或更小，而当波浪段在大约1.0米至2.0米高之间 时，优选的最大的减弱角将在大约10至20度之间，并且当波浪段在2.0 米至3.0米时，优选的最大减弱角将根据波浪段的实际高度在大约5至10 度之间。当超过3米时，优选的最大减弱角将为5度或更小。根据上面 所讨论的因素，这些参数意指存在于分界壁之间的近似值，但是与冲 浪波浪的品质有关的其他变量（包括交错角、交错距离、池底深度、 在分界壁之间波浪段必须行进的距离以及波浪发生器产生波浪段的方 式等）会操纵并影响这些参数。理想的是，分界壁基本上相互平行， 但是，如果它们不平行，则将以上面讨论的方式限制减弱角。

附图说明

图1是本发明的实施例的平面图，其中波浪发生器沿着深端延伸， 而倾斜的/有斜坡的变浅的区域沿着浅端延伸，其中波浪发生器和变浅 的区域基本相互平行地但以相对于合成的波浪的前端或顶峰的倾斜角 度延伸。两个基本平行的分界壁在每个波浪发生器的前面延伸，以在 波浪段融合到一起之前帮助波浪段适当地形成，使得这些波浪段共同 形成从深端到浅端向前行进的单个的渐进式的适合冲浪的波浪；

图2是图1的实施例的剖视图，其中波浪发生器被示为容纳在左手 侧的沉箱（caission）中，而波浪阻尼系统被视为沿着相对的浅端，其 中倾斜的变浅的底面在其间延伸；

图3a是包括振荡的气动波浪发生器的另一实施例的剖视图；

图3b是包括涌浪发生器的另一实施例的剖视图；

图3c是包括振荡的机械波浪发生器的另一实施例的剖视图；

图4是图1的实施例的另一平面图，其示出一些与图1相同的特征， 但是在该视图中，指定并参考了若干个尺寸；

图5是图1的实施例的交错的沉箱详细平面图，其中两个基本平行 的分界壁在每个波浪发生器的前面延伸，并且三个波浪形成和汇合区 在每个沉箱的前面形成；

图6是类似于图1的实施例的替代实施例的平面图，只是在每个波 浪发生器前面的分界壁相对彼此以小角度延伸，即，它们可以具有高 达20度或以下的向外的减弱角，其中该池的侧壁也以大约相同的角度 延伸；

图7是图6的替代实施例的示意平面图，其中三个波浪形成区形成 在每个波浪发生器的前面，并且指定并参考了各种长度尺寸；

图8是示出与图6的实施例有关的各种因素之间存在的关系和用来 确定分界壁具有角度“a”表示的减弱角时相对融合的波浪段存在的长 度和高度差的公式的示意图；

图9示出两个剖视示意图，其示出由序列中的两个相邻波浪发生器 形成的两个相邻波浪段的相对高度，其中上面的图显示由一个在先的 波浪发生器形成的消逝时间内的波浪段视图，而下面的图显示由后续 的波浪发生器形成的消逝时间内的波浪段视图，其中示出每个波浪段 的高度随时间降低，即从H1到H2到H3，其中由于波浪发生器交错，因 此当两个相邻的波浪段融合时，他们处于不同的高度；

图10是类似于图1中所示的实施例的平面图，其中每个波浪发生器 前面的分界壁基本上相互平行，其中栅格图形被示出指示由此形成的 波浪和波浪段在向前行进时的尺寸和形状是基本一致的；

图11是类似于图6中所示的实施例的平面图，其中每个波浪发生器 前面的分界壁相对彼此成一定角度，即，该示例示出大约15度的减弱 角，其中栅格图形被示出指示形成的波浪段在向前运动时开始变宽并 展开，其中当它们汇合时，每个波浪段的横向下行展开速度使相邻的 波浪段相互干扰，其中延伸超过分界壁的十字形交叉图形显示波浪段 将相互交叉并在它们向下游行进时根据减弱角的量产生一定程度的不 想要的交叉方向的形成、湍流以及不想要的扰动；

图12是类似于Leigh的实施例的平面图，其中，每个波浪发生器前 面的分界壁相对于彼此成大约70度的角度，其中当波浪段向前行进时， 它们以弧线形状径向向外延伸并且显著伸长，其中当它们汇合时，每 个波浪段的横向下行速度将将引起它们彼此明显地干扰和不利的混 合，其中延伸超过分界壁的十字形交叉图形显示出沿汇合区将存在明 显数量的湍流和表面扰动，这种湍流和表面扰动对于冲浪是不可接受 的。

图13a示出具有分界壁的各种实施例的图表，这些分界壁具有5、 10、15、20和30度的减弱角，其中开始的波浪高度为1.0米，其中该图 表显示宽度和浪高的差，以及相邻波浪段的汇合速度如何随减弱角的 变化而不同；

图13b示出具有分界壁的各种实施例的图表，这些分界壁具有5、 10、15、20和30度的减弱角，其中开始的波浪高度为2.0米，其中该图 表显示宽度和浪高的差，以及相邻波浪段的汇合速度如何随减弱角的 变化而不同；

图13c示出具有分界壁的各种实施例的图表，这些分界壁具有5、 10、15、20和30度的减弱角，其中开始的波浪高度为3.0米，其中该图 表显示宽度和浪高的差，以及相邻波浪段的汇合速度如何随减弱角的 变化而不同；

图14是本发明的替代实施例的平面图，其中该系列波浪发生器沿 不同于剥离角的交错角延伸；以及

图15是本发明的替代实施例的平面图，其中该系列波浪发生器沿 变化的交错角延伸，该变化的交错角从交错线开始（其以与剥离角相 同的角度延伸），但是然后交错线变得更浅，并且然后沿正交于侧壁 的方向延伸。

具体实施方式

图1是波浪池1的实施例的平面图，该波浪池具有多个波浪发生器3 和倾斜的变浅的底面21（见图2），其中多个波浪发生器3沿相对深端5 沿着倾斜取向的交错线6延伸，倾斜的变浅的底面21沿相对的浅端11沿 类似取向的散开线9延伸。在这个实施例中，一系列波浪发生器3（沿 交错线6延伸）和倾斜变浅的底面21（沿着散开线9延伸）基本相互平 行地延伸，而同时，相对于波浪13（其沿箭头10标明的方向行进）的 前端或顶峰的横向下行方向成倾斜角。侧壁2、4优选基本相互平行地 并沿着波浪方向10延伸，从而从上面看形成平行四边形的形状。

该实施例的一方面是多个波浪发生器3优选以相对于波浪13的前 端或顶峰的倾斜角并以交错的或相对于波浪的方向10偏离的方式定位 并取向，如图1所示。而且，波浪发生器3优选容纳在多个沉箱17中， 其中每个沉箱优选相对于彼此交错或偏离。例如，容纳在第二个沉箱 17b内的第二个波浪发生器3b优选比容纳在第一个沉箱17a内的第一个 波浪发生器3a设置在更下游（在行进方向10上）。同样，容纳在第三个 沉箱17c内的第三个波浪发生器3c优选比容纳在第二个沉箱17b内的第 二个波浪发生器3b还设置在更下游，等等。并且该序列中的容纳在最 后一个沉箱17m内的最后一个波浪发生器3m设置在该顺序中的任何其 他波浪发生器3或沉箱17的更下游。

交错线6相对于波浪13的前端或顶峰或与波浪13的运动方向10垂 直的方向延伸的角度15叫做“交错角”，其表示在运动方向10波浪发 生器3相对于彼此偏离的程度。并且，每个沉箱17的前端相对于每个在 先的沉箱17的前端向前设置的距离被称为“交错距离”，其为每个波 浪段在它到达下一个后续沉箱17的前端之前必需行进的距离。对于该 实施例，该交错距离69在图4中较好地示出。

如图1所示，从上面看每个沉箱17优选具有长方形形状，并且具有 局部（单个的）前壁26、一对侧壁18、19和后壁28，并且优选地，在 每个沉箱17的前面具有在波浪方向10基本向前延伸的一对分界壁20、 22。优选地，分界壁20、22彼此基本平行地延伸，但是在可选实施例 中根据将要讨论的参数的数目，它们可以具有高达20度的减弱角（在 它们之间“偏离平行”）。以这种方式，由每个波浪发生器3形成的波 浪段的能量可以基本限制在每个波浪发生器3的前面相对向前延伸的 空间30内，即在每对分界壁20、22之间。空间30被限制在两侧面上并 且沿着底面和后面。以这种方式，由每个波浪发生器3释放的能量将被 限制在三个侧面上并且因此当波浪段向前行进通过空间30时波浪段将 能够适当地形成。

在波浪13的前端或顶峰和海岸线7的散开线9之间延伸的角度14被 称为“剥离角”，其为波浪13将越过散开线9散开并剥离的角度。并且， 优选地，在该实施例中，相对于波浪13的前端或顶峰，波浪池1具有大 约45度的剥离角14，但是它可以在大约30至70度的范围内，并且更优 选地，在40-60度的范围内。正如将要讨论的，散开线9不必是直线。并 且，在图1的实施例中，该剥离角优选与交错角相同，但是不是必需如 此，其中两者相对于波浪13的前端或顶峰以大约45度延伸，但在其他 实施例中，该角度可以更大或更小，或可以变化，如图14和15所示。

由波浪池1产生的波浪是否适合于冲浪部分取决于该剥离角α的 值。该剥离角应当足够大使散开的横向下行速度（沿其长度纵向延伸） 适合于该技术水平的冲浪者，以及在池1中形成的合成的波浪的高度。 在这方面，横向下行速度矢量Vs=波速矢量c除以剥离角α的正弦。因此， 当剥离角太小时，波浪13的横向下行速度变得太快，并且因此波浪变 得太难冲浪。特定的冲浪者是否能够处理具有特定的横向下行速度的 特定波浪主要取决于他或她的技术水平，但也取决于波浪13的高度H。 并且，横向下行速度越大（由较小的剥离角产生），需要的技术水平 越高。

下表示出根据剥离角和浪高H的各种冲浪者技术水平（1为初学 者，10为超级者）。应当指出，限制使用90度的剥离角，因为没有渐 进式的斜坡使得波浪逐渐散开，因此该值是严格的理论值。还应当指 出，产生用于冲浪的有意义的散开波浪的实际的最大剥离角是大约70 度。同样，应当指出，包含在表中的等级的说明与实际的冲浪散开品 质或波浪的难度无关。该表来自Hutt等人，2001年。

因此，可以看到剥离角越大，冲浪初学者越容易在波浪上行驶， 而剥离角越小，冲浪者越难以在波浪上行驶。还可以看到，剥离角越 大，波浪必须沿着倾斜变浅的底面21向下游行进的距离越大，并且因 此冲浪者能够真正在波浪上成功地行进越长。另一方面，如果剥离角 太大，例如大于70度，那么波浪不太可能散开或适当地散开，使得进 行冲浪动作很困难。同时，可以看到，剥离角越小，倾斜变浅的底面 21被压缩越多（距离上），并且因此，波浪将沿着波浪13的横向下行 方向散开越快，其中，如果剥离角太小，即小于30度，波浪将极其快 地散开，从而减少冲浪者具有能够在波浪上适当动作的速度的可能性。 尽管如此，当波浪13由池1中的波浪发生器3形成并且沿着箭头10的方 向接近海岸线7并且越过散开线9时，波浪将开始向前散开并且横向地 剥离，其中波浪的动量将使它们跨过池1的宽度从一侧向另一侧（即从 侧壁2到侧壁4）逐渐地向前跌落并散开。

在剥离角确定波浪13相对于倾斜变浅的底面21散开的角度时，交 错角确定波浪发生器3相对于波浪13的前端或顶峰或者相对于垂直于 波浪方向10的方向定位的角度。并且，由于波浪发生器3优选以相对于 波浪13的前端或顶峰的倾斜角根据交错的距离延伸，因此该顺序中的 每个波浪发生器3（即3a、3b、3c等）必须一个接一个地有序运行，以 形成单独的波浪段，之后这些波浪段可以融合在一起以形成能够在波 浪方向10行进的合成的波浪13。因此，每个波浪发生器3优选以在每个 之间消逝的预定的时间量顺序地运行，其中在它们之间存在的时间间 隔优选等于一个波浪段从该系列的一个沉箱17的前壁26行进到随后的 下一个沉箱17的前壁26所用的时间。例如，如果波浪段从一个沉箱17b 的的前壁26运动到随后的下一个沉箱17c的前壁所用的时间为1秒，即， 这个距离被称为“交错距离”，那么，在相邻的波浪发生器3的相继起 动之间的优选时间间隔也应当是1秒。这有助于确保由每个波浪发生器 3相继形成的每个波浪段将在适当的时间并以适当的方式融合，以形成 在波浪方向10跨过波浪池1行进的基本光滑的渐进式波浪。这种定时可 以由计算机系统执行，其在适当的时间顺序地起动每个沉箱。

至于合成的波浪13的定时和频率，它们可以用波浪发生器3起动的 每个连续的循环和因此的波浪13之间所消逝的时间量确定。也就是说， 在波浪发生器被顺序地起动给定的波浪周期的持续时间之后，然后， 该循环可以通过起动同一系列的波浪发生器给定的波浪频率周期的持 续时间（即，从该系列中的第一个波浪发生器到最后一个波浪发生器） 再一次自身重复。每个旋转之间的10秒或以下到90秒或以上的时间间 隔都是可能的，这允许充分的时间在下一个循环开始之前完成对每个 波浪发生器3的充电和放电，正如将要讨论的。

图2示出池1的总的剖视结构，其中波浪发生器3被示为沿左手侧的 深端5延伸，而海岸线7被示为沿右手侧的浅端11。在深端5和浅端11之 间延伸的优选是倾斜的底面21，其沿下游跟有散开线9的变浅的部分51 和海岸线7延伸，海岸线7优选与波浪阻尼系统23集成，类似于2008年 11月25日提交的美国专利申请序列号61/200,183所示的，其通过引用方 式合并于此。另一方面，应当注意的是可以省去波浪阻尼系统23，并 且可以提供与现有技术中已知的任何倾斜的海滩或结构类似的倾斜的 海岸线，其具有任何形状、尺寸或斜度。

同样，倾斜的变浅的底面21可以包括水平的底面部分，该水平的 底面部分具有下游的阶梯状向上的部分，后跟另一个水平底面部分（在 散开深度之上），其可以具有使波浪开始散开的效果。也可以提供多 个水平部分和阶梯状向上的部分，以帮助形成倾斜的底面的效果，为 了讨论和权利要求的目的，术语倾斜的或有斜坡的底面将包括这些替 代的变浅的底面实施例。

该视图总体显示波浪发生器3发出的在水面上形成的波浪13，其基 本上从深端5行进到浅端11，即从左向右行进。波浪散开区中底面21的 坡度通常在2%和12%之间（取决于波浪散开区中优选的iribarren数目）。 从沉箱前壁26到散开线9以及从散开线9到端壁61（阻尼区域）的变浅 的部分51的最小距离通常决定于波浪的尺寸（高度和幅度）。池1的结 构可以利用常规的材料构造，例如，具有加强杆的混凝土等。

每个波浪发生器3优选容纳在沉箱17内，该沉箱优选包括倒置的 （上下颠倒的）水密的柱或隔间25，其能够填满空气和/或水。优选地， 每个沉箱17具有顶壁12、侧壁18、19、后壁28、底壁46以及部分前壁 26，其中前壁26的下面优选是具有预定的高度和尺寸的沉箱开口29， 其允许水和波浪能量向前进入池1中。虽然本发明可以使用并预想到其 他类型的波浪发生器，例如机械或液压操作的波浪发生器，包括图3a、 3b和3c中所示的，但是优选的波浪发生器是气动操作的。

优选地，如图2所示，每个沉箱17具有紧靠其后的可以储存压缩空 气的压缩空气室35，其中，压缩的空气可以在适当的时间释放到隔间 25中。供给到该隔间25内和从该隔间25送出的空气可以储存在压缩空 气室35内，其中，在装载阶段，可以利用泵（未示出）将空气从隔间 25抽出并吸入室35内，这能够使沉箱17内的水面升高（因为隔间25中 的背压使水从池1通过沉箱开口吸进隔间25中）。在这种情况下，从隔 间25抽出的空气优选被压缩到室35中，在室35中压缩的空气能够被储 存，直到在排出阶段期间准备释放压缩的空气。然后，在适当的时间， 即，当波浪发生器3准备被起动时，可以释放室35内的压缩空气和/或将 其泵送回隔间25内，这使水柱45下降，于是其迫使隔间25中的水下降 并向前通过沉箱开口29，从而在池1中形成波浪运动。

在装入阶段期间，由于隔间25内的空腔基本上是气密的，因此当 隔间25中的空气被抽出时，隔间25内的水面升高，其中由于背压的原 因，水能够从池1通过沉箱开口29被吸入并进入隔间25中。此时，如图 2所示，隔间25内的沉箱出水高度43可被减少并基本消除，即，实际上 可抽出该隔间25中的所有空气。通过优选也设置在顶部附近的阀33从 隔间25的顶部抽出空气，隔间25内的水面将自然升高，直到隔间25基 本上用水填满，这也增加隔间25内的沉箱深度。

通过升高隔间25内的水面形成增加的压力头，其可以被释放以迫 使水通过沉箱开口29，从而可形成池1内的波浪运动。这可以仅仅通过 重力实现，或通过将压缩空气从室35释放到隔间25内来实现，或使用 提供附加的动量和能量的辅助泵以产生较大的波浪。

这在前壁26的前端直接形成波浪13，其中后壁28可以具有圆形拐 角以促进水向前通过沉箱开口29的运动。

实际上，任何类型的波浪发生器可以与本发明一起使用。通常在 产业中用于商业波浪/冲浪池的三种额外类型的波浪发生器示于图3a、 3b和3c中。其中之一被设计用于非周期性的涌浪，而另外两种设计用于 振荡的波浪。

图3a示出振荡的气动波浪发生器203。这种波浪发生器203具有具 体沉箱207，其具有在前壁226的下延伸的沉箱开口229，其中在紧靠沉 箱207之后提供吹风机201，该吹风机201能够将空气注入隔间225中。 通过迫使空气快速地进入隔间225中，隔间225内的水面会被迫快速下 降，其中隔间225内的水柱245会被迫向下并且向前通过最小阻力点， 这个最小阻力点就是沉箱开口229。这使水被迫进入池200，从而有助 于产生波浪形成213。

阀221优选设置在靠近隔间225的顶部、后壁228内，通过该阀空气 能够从吹风机201进入隔间225中。因此，为了排出空气，阀221优选打 开，并且当吹风机201被起动时，空气被加压向前通过阀221。当空气 已经排到隔间225中，并且形成波浪时，波浪发生器203可以通过允许 隔间225内的空气排放到大气中（例如通过在沉箱207的顶壁处或附近 的第二开口210）而再次装入，其中通过这样做，隔间225内的水面将 由于重力的恢复而再次升高，其中隔间225内的水面将相对于池200中 的水面220最终达到一个平衡点。通过这样做，于是在隔间225内形成 水柱245，该水柱245在排出阶段期间可再次被迫向下并且向前，通过 开口229形成额外的波浪213。

图3b示出具有大的水储存箱233的涌浪发生器231，来自池200的水 能够储存在水储存箱233中并且在合适的时候释放。门250优选设置在 水箱233的底部239附近，可用于打开和关闭开口237。在门250关闭的 情况下，泵232可以用来用水填充水箱233，其中来自池200的水可以用 来增加水箱233中的水位，即在池200中的水位220之上，以形成具有相 对高的压力的水柱238。这有助于形成相对高的水柱238以及水箱233中 的压力头，在排出时，即通过打开门250，该压力头可迫使水箱233中 的水柱238快速向下并向前通过开口237，因而，形成自流（bore）或涌 浪213。

通过开口237释放的水量和水的“力量”（来自水箱233中的静态 水面）结合在波浪发生器231的前面延伸的台阶142的形状将限定初始 的波浪高度和形状。由于水重新填满水箱233和相对大的门250所用的 时间，这些波浪形状通常很难控制，并且波浪基本上是非周期性的。 用于商业波浪/冲浪池应用的这种类型的波浪发生器的一个缺点是多半 位于水中的机械部件随时间的过去会腐蚀并生锈，使得机械部件需要 修理或维护。

图3c示出具有容纳区域252振荡机械的波浪发生器251，该容纳区 域252具有铰接在池底面254上的旋转挡水板（flap）253，该挡水板253 能够用来向前推动水以在池200中产生波浪形成213。挡水板253优选是 铰接的并通过相对后壁255定位且适于在池200内形成周期性运动的液 压致动器256或其他机械装置而前后摆动。挡水板253的周期性的运动 产生周期性（正弦形状）的波浪，其中池的200的初始深度和摆动的量 与摆动的周期一起可确定波浪高度和波浪形状。用于商业波浪/冲浪池 的这种类型的波浪发生器的缺点是机械部件位于水中，并因此往往需 要周期性的修理或维护。

通过利用波浪发生器（或实际上类似于上面所讨论的类型的任何 发生器），波浪段形成并且然后融合到一起，并且然后当该合成的波 浪13向前行进时，底面21的斜度有助于使波浪形成为单一的浪涌 （swell）并开始散开，例如，沿着如图2所示的散开线9。优选地，底 面21沿着恒定的斜度延伸，并且沿着斜坡从前壁26向上一路延伸到波 浪阻尼区23，尽管如此，可以根据希望的波浪形成的类型来改变斜度。

该波浪阻尼区23优选在池1的散开线9和远壁61之间沿着海岸线7 延伸。波浪阻尼区23优选包括有孔的人造底面37，其在相对深的底面 区38上延伸，这有助于促进波浪能量的吸收并因而减少波浪的能量以 及可能以其他方式沿着海岸线发生的激流和反向流动等。可以使用不 同版本的波浪阻尼系统，包括在申请人的美国专利号4,640,201以及美 国专利申请系列号12/592,464中描述的波浪阻尼系统，其通过引用方式 合并于此。在后者中，底面37的渗透性确定其阻尼率，即，底面37吸 收能量和减少池1中发生的回弹效果的能力。并且通过阻尼波浪13和减 少辅助的波浪效果，增加波浪产生的频率从而提高流量和设施的效率 称为可能。

图2示出波浪池1的一些关键尺寸。例如，可以看到示出的以下内 容：沉箱长度41是在每个沉箱17内的后壁28和前壁26之间延伸的距离。 沉箱出水高度43是在隔间25内的水柱45的顶部和该顶壁12的下侧之间 延伸的竖直距离。沉箱开口29是每个沉箱17的前面的开口，其具有在 沉箱17的前壁26的底部和底部底面46之间的竖直距离。变浅的部分51 具有长度53，是从沉箱17的前壁26延伸到散开线9的距离，由于波浪方 向10相对于散开线9是倾斜的，因此该长度会沿着沉箱17的宽度变化。 形成变浅的部分51的底面21被示出具有从沉箱17向上延伸到散开线9 的不变的斜度，其中在优选实施例中，该斜度可以在从2度到12度的范 围内，但是不必如此。

正如图1中所示出的，侧壁2、4和分界壁20、22的高度在图2中被 示为出水高度42，其优选比池1中可形成的最高可能的波浪高。出水高 度42可以在从大约2英尺到10英尺或以上之间的范围内，以确保在池1 中形成的任何波浪可以由壁2、4、20和22保持。还应当指出，应用意 义上的分界壁20和22以及壁2和4有助于形成波浪段并且在波浪段向前 行进时与其下游波浪段融合之前适当地并一致地展开波浪段。以这种 方式，当波浪段融合/汇合时，可以降低在汇合区内形成不希望的漩涡、 流动转向（可能阻止平滑的渐进式波浪的适当形成）的可能性。该阻 尼距离65是沿后壁61在散开线9和底面37的上边缘之间延伸的距离。

在图4中，沉箱宽度67被示为在侧壁18、19之间延伸的距离，而交 错宽度68是类似的宽度，不同在于其在每个沉箱17上沉箱侧壁18、19 的中心线之间延伸，即从中心到中心之间延伸。在这方面，应当指出 的是，优选的交错宽度68优选地是冲浪板长度（即，从2.5到5米的宽度） 大约两倍的尺寸，相比形成平滑波浪的必要因素而言这更多地是基于 实际制造的考虑。分界壁20、22优选相对于每个沉箱17的前壁26分别 向前延伸距离49、50，其中49是从前壁26到短分界壁20的远端的距离， 而50是在相对侧上从前壁26到长分界壁22远端的距离，如图4所示。

沉箱偏移69或交错距离是从一个沉箱17的前壁26到随后的下一个 沉箱17的前壁26的距离，这也是在下一个后续波浪发生器被起动之前 每个波浪段必须行进的距离。在这方面，应当指出，交错效率与这样 的事实有关，即在具有相同沉箱偏移的一系列相同的沉箱中，相对其 尺寸和覆盖区域（footprint），最有效的池设计是交错角等于剥离角， 并且起始的沉箱17的变浅的距离53保持最小（从而允许波浪能够形成 和散开，同时避免在变浅的距离太短时会产生的反射波浪形成）。

优选的交错角15可以这样确定：交错角15可以是任何角度，但是 一般而言，它不应当超过剥离角14。交错角15也可以随着池1的宽度变 化，但是优选地，它是一个恒定的角度，如图1所示。一般而言，在最 大的交错效率的情况下，该交错角等于剥离角，然而，为了美学的结 构目的，或在希望变浅的距离53改变的情况下（例如，节省建造成本 或满足现场条件），在交错角范围内的可变性是允许的。对交错角的 极限范围的限制如下：（1）如果交错角超过剥离角，则在某点，对于 波浪散开距离的最小变浅距离53将变得太小，并且波浪将不会为冲浪 目的而适当地散开；（2）如果交错角小于剥离角，则对于波浪13变浅 的距离53变得太大，这会增加池的总尺寸和成本并且潜在地危害其经 济可行性。

图5是每个沉箱17b、17c、17d等的详细视图，其中优选有两个分 界壁20、22在每个波浪发生器3b、3c、3d等的前面延伸，其中一个设置 在每个空间的一侧上。从前壁26到短分界壁20的远端49的距离优选小 于（在行进方向）从前壁到长分界壁22的远端50的距离，其是交错角 和交错距离的函数。可以看到，在相邻的波浪发生器3b、3c、3d之间， 短分界壁20优选与该系列中的前一个沉箱的长分界壁22共享共同的 壁，在优选实施例中，可以看到，每个沉箱17的长分界壁22优选由后 续沉箱的侧壁18（沿着壁22的第一半）和该沉箱的短分界壁20的相反 侧（沿壁22的第二半）的组合形成。如图所示，分界壁20、22的远端 可以是锥形或尖形的，以在波浪段融合时允许更平滑的过渡。在这方 面，由于混凝土不能制造得太薄，因此可以提供单独的钢或纤维玻璃 外皮，并且其在壁20、22的远端向前延伸，形成变窄的或呈锥形的凸 缘，这能够有助于波浪段更平滑地汇合。

优选地（如图4所示），当交错角为45度时，交错宽度68基本上等 于交错距离69。因此，当每个沉箱17为4.0米宽时，则优选的交错距离 也将是4.0米。而且，短分界壁20优选向前延伸与交错距离69大约同样 的距离，但是可以不必如此。并且，在这种情况下，短分界壁20在前 壁26的前面向前延伸的距离49优选是长分界壁20在前壁26的前面向前 延伸的距离50的大约一半，特别是，当交错角为大约45度时。实际的 距离优考虑到交错角和交错距离，以及波浪段的高度和池1的深端5的 深度，因为这些尺寸将确定波浪段行进得有多快，并且因此分界壁20、 22相对于前壁16应当向前延伸多远，以使波浪段能够形成和展开特性。 给定的尺寸和角度是优选的，这仅仅是为了示例的目的；应当理解， 可以利用其他距离和角度而不脱离本发明的目的。

本发明值得注意的方面是在每个沉箱17的前面，优选由分界壁20、 22形成多个波浪形成和汇合区。例如（如图5所示），在每个波浪发生 器的正前面，优选有波浪形成区30，并且然后刚好超过区30优选有部 分波浪汇合区52，并且然后刚好超过区52优选有完整波浪汇合区54。 每个区30、52和54优选相对向下游到每个波浪发生器3的前壁26的距离 和分界壁20、22从沉箱17向前延伸多远而定义。例如，波浪形成区30 优选从前壁26向前延伸到短分界壁20的远端，即，直到虚线56，而部 分波浪汇合区52优选从短分界壁20的远端延伸到长分界壁22的远端， 即，直到虚线58。完整波浪汇合区54则从长分界壁22的远端向前延伸 并且向前延伸到池1中，超过虚线58。

由每个波浪发生器3形成的每个波浪段优选沿汇合线60汇合，该汇 合线在波浪发生器3的任何一侧上在每个分界壁20、22的前面向前延 伸。正如将要讨论的，与这个实施例有关的改进是分界壁20、22在波 浪段汇合区之前或期间如何影响由波浪发生器3产生的波浪段的形成 和过渡。

第一波浪形成区30由前壁26形成其后部，由在每个波浪发生器3 前面的两个分界壁20、22形成其侧面，并且在短分界壁20结束的点—— 如虚线56所示处形成前面。由于此实施例中的两个分界壁20、22基本 相互平行地延伸，并且在任一侧上向前延伸，因此当波浪段向前行进 时，其能量基本上限制在两侧上（并且沿着底部和后面），使得波浪 段不延长或展开，高度/幅度不减小，并且波浪能量基本守恒。可以看 到，这个区30最初有助于限制波浪段的能量，使得它们能够随时间适 当地伸展，并且使得在与其他波浪段在下游汇合之前，它们将不变长 或损失其能量的大部分或高度/幅度或形状减小。

分界壁20、22的特性在于它们优选基本相互平行地延伸，但在其 他实施例中，它们可以“偏离平行”大到约20度或以下，正如将要讨 论的。通过以这种方式延伸两个分界壁，能够实现下述优点：1）当波 浪段从波浪发生器3移动通过前壁26并进入区30中时，它需要时间和距 离以在侧面受限的但自由表面区内适当地形成适当的平滑的波浪形 状。分界壁20、22提供这种限制，同时自由表面波浪形状发挥作用， 换句话说，为了适当地形成平滑形成的波浪形状，在波浪行进的方向 10应当有与波浪发生器3紧密相邻的自由表面过渡区，这个区由侧壁限 制并在底面和后部，但在顶部对空气开口，从而将由波浪发生器3提供 的初始的动能/质量输送引导成由重力引起的具有适当平滑的形状的波 浪段；2）当波浪段向前行进时，它们基本上不伸长，这能够帮助防止 波浪段在汇合区相互干扰或碰撞；和3）由于波浪段被限制，并且波浪 段的能量基本上一致，因此它们的高度/幅度和形状将保持基本相似， 这有助于在波浪段最终汇合时保持它们处于基本不变的状态——尺寸 状态、高度状态、幅度状态以及形状状态。

每个波浪段遇到的下一个区是部分波浪汇合区52，其特性在于一 侧上的分界壁22和在相对侧上的暴露于水，其中该区52优选从短分界 壁20的远端（沿虚线56）延伸并且沿着长分界壁22的远端（沿虚线58） 结束。尽管该区52不具有在两侧上限制波浪段的两个分界壁，但是通 过该区52行进的波浪段在相对侧上通过在相同方向上沿汇合线60行进 的相邻波浪段而被限制。也就是说，该区52的“开口”侧将沿汇合线 60被相邻的波浪段（由该顺序中在先的波浪发生器3形成）限制，该相 邻的波浪段以基本相同的速度、沿基本相同的方向行进并且具有基本 相同的尺寸和形状，并且因而该波浪段的能量将基本保持在两侧上。 因此，这些波浪段的汇合将有助于保持两种波浪段的尺寸（高度/幅度） 和形状，其中，它们一起在池1中开始形成合成的波浪。虽然只有一个 分界壁直接限制通过该区52的波浪段，但是当来自该顺序中前一个波 浪发生器的相邻波浪段的形成被定时并适当地配合时，这两个波浪段 将适当地形成并融合在一起，使得它们的汇合将保持相对平滑并且产 生很小的或不希望的负面影响，包括不希望的漩涡和流动转向。

波浪段将遇到的下一个（第三个）区是完整波浪汇合区54，其特 性在于在两侧上暴露于水，其中这个区54延伸超过长分界壁22的远端， 即超过虚线58。在波浪段的一侧已经初始地融合在区52之后，该区54 中的波浪段将开始在相对侧上融合，即与沿相同方向行进的另一波浪 段融合，其中两个波浪段的汇合沿另一汇合线60发生在其对侧上。由 于不是在任何一侧上都有分界壁，因此穿过该区54行进的波浪段（已 经在穿过区52时在一侧上融合）将开始在另一侧上开始与该顺序中的 下一个波浪发生器3形成的下一个相邻波浪段融合。并且，通过确保后 续波浪段以基本相同的速度、以基本相同的方向行进，并具有基本相 同的尺寸和形状，这个波浪段的能量将也被限制在两侧上，使得当两 个波浪段汇合时，它们将继续形成一致形状的单个的渐进式波浪13。

当这些波浪段以这种方式融合在一起时，即，沿汇合线60与该系 列中的其他波浪段首先在第一侧上并且然后在相对侧上融合，每个融 合的波浪段的尺寸（高度/幅度）和形状优选保持基本不变，从而它们 能够共同形成一致尺寸和形状的渐进式波浪13。并且，由于每个相邻 的波浪段的尺寸和形状被保留，因此这些波浪段的汇合保持基本光滑 并无扰动，其中可减少或消除不期望的交叉方向的、次生的（secondary） 波浪形成、漩涡和流动转向，它们会负面影响波浪的生成和过渡。

由于波浪形成区30表示完全受限的区域，该区域的特性在于两个 分界壁20、22在每个沉箱17的前面延伸，因此可以看到，行进通过空 间30的波浪段的能量既不会消散也不会分散，并且由此该波浪段的尺 寸（高度/幅度）和形状在进入汇合区52和54之前将保持基本不变。因 此，该区30优选在波浪段融合之前使波浪段能够适当地形成并且防止 波浪段伸长、皱缩（shrink）、坍缩（collapse）或损失能量等，从而当 波浪段汇合时，在区52和54中汇合时也是一样，没有过多的湍流和扰 动，其中该波浪段的尺寸（高度/幅度）从一个波浪段到下一个波浪段 将基本保持不变。

图6示出具有分界壁70、72的替代实施例71，分界壁70、72具有相 对于彼此高达20度或以下的减弱角——在每侧上具有高达10度的减弱 角。此实施例基本上类似于前面的实施例，其中它优选具有沿相对深 的端75延伸的波浪发生器73，具有相对于波浪83的前端或顶峰延伸的 倾斜的交错角。它还优选具有沿散开线79延伸的倾斜的海岸线77，该 散开线79基本上平行于波浪发生器73延伸，这导致基本相同的剥离角 和交错角。另一个区别是在池71的任何一侧上的侧壁74、76优选以与 分界壁70、72大致相同的角度延伸，即并非必须如此。

由于分界壁70、72之间存在减弱角，能够看到，波浪发生器73和 有关的沉箱87相互进一步间隔开，并且需要总数更少的波浪发生器73 跨相同的宽度安装。这是因为，使用成角度的分界壁70、72，在每对 分界壁70、72之间延伸的每个空间30和每个分界壁本身将更宽，并且 由此每个波浪发生器73将进一步间隔开。同样，由于池71的总宽度的 一部分被每个分界壁70、72的宽度所占据，因此将需要在相同的宽度 内安装较少数目的波浪发生器。

在任何情况下，当沿分界壁70、72存在减弱角时，正如在上面所 讨论的，当波浪段向下游行进时，该分界壁的角度可影响波浪段将怎 样发展和过渡，其中为了确保在池71内可形成一致形状的、渐进式波 浪83，优选考虑下面的若干个因素：

首先，由于任何减弱角将使波浪段伸长或展开，这反过来会产生 横向下行速度矢量（沿波浪83的下行宽度纵向延伸），因此相邻的波 浪段会相互干扰和/或相互碰撞。因此，希望在必要的程度上限制减弱 角以减少或甚至消除这种趋势。通过限制减弱角，可降低每个波浪段 的展开速度，其中，可限制会以其他方式形成不希望的扰动和湍流（例 如交叉方向的、次生的波浪形成、漩涡和流动转向）的附加波浪效果。

第二，要考虑的另一个因素是存在于波浪高度和其波浪速度之间 的关系，其中，当波浪较高时，波浪向前的速度也将增加。因此，当 波浪速度增加时，在波浪段沿减弱角伸长时所产生的展开速度也将增 加，从而使波浪段以较大的力相互干扰和/或碰撞，或者当他们汇合时 以较大的速度相互穿过。因此，当波浪较高时，更大程度上限制减弱 角变得更加重要，这有助于减少当波浪段沿减弱角向下游行进时可产 生的横向速度。

为此，当波浪高度相对小时，分界壁之间允许的最大减弱角应当 在约20度左右，而当波浪段的高度相对高时，允许的最大减弱角应当 更小，例如大约5度或以下。池底面的相对深度也会影响波浪速度，所 以当设计允许的减弱角时这是应当考虑的另一个因素。这些量只是近 似的，并且由于波浪品质可以是主观的，因此这些量并非意在成为对 允许的减弱角的特别限制。

第三，根据能量守恒原理，每当波浪段被允许伸长时，这必然意 味着波浪的高度/幅度将大大降低，并且因此，要考虑的另一个因素是 由于较高减弱角的缘故，波浪段的高度将被缩短的程度。也就是说， 存在于分界壁70、72之间的减弱角越大，波浪段将伸长越多，并且因 此，波浪段的高度/幅度将减少越多，这也将减少合成的波浪83的高度/ 幅度。因此，当减弱角太大时，为了产生相同尺寸的合成的波浪，波 浪段在开始必需较高，这反过来将增大形成初始的波浪段所需要的能 量的数量，这意味着波浪发生器将具有更大的能量和/或消耗更多的能 量来实现相同尺寸的合成波浪。为此，重要的是考虑存在于分界壁70、 72之间的减弱角，这有助于确保能够保留合成波浪的高度/幅度。

第四，如上所述由于波浪发生器73被交错，因此可以看到，当两 个相邻的波浪段汇合时，两个波浪段之一将比另一个波浪相对产生它 的波浪发生器已经向下游行进得更远。并且，在这种情况下，由于减 弱角将随时间引起每个波浪段的高度/幅度缩短，即，随着波浪段向下 游行进以特定的速率，因此两个融合的波浪段的相对高度/幅度在他们 汇合时将是不相等的。也就是说，当波浪段融合在一起，一个波浪段 比另一个波浪段从其出发点已经运动到更远的下游，并且因此，将比 另一个波浪段具有减小得更多的高度/幅度，从而，当两个波浪段汇合 时，两个相邻的波浪段之间将存在波浪高度差。因此，当两个波浪段 融合在一起时，不仅存在宽度差，而且还存在波浪高度差，这可潜在 地引起不希望的扰动和湍流发生。

换句话说，由于交错角和每个波浪发生器按顺序一个接着一个顺 序地起动的需要，一个波浪段将比该系列中的另一个波浪段已经向下 游行进得更远，在这种情况下，当存在减弱角时，到它们进入汇合区 时，一个波浪段将比另一个波浪段短。结果，到两个相邻的波浪段融 合在一起时，将存在波浪高度/幅度差，其是两个分界壁之间存在的减 弱角的函数，会引起不希望的扰动和湍流，例如不期望的交叉方向的、 次生的波浪形成，漩涡和流动转向的发生。并且，当波浪高度在开始 较高时，波浪高度差也将增加，因此，将必须减小减弱角。

无论如何，虽然可存在于两个分界壁之间的减弱角的允许量的特 定的切断点（cut off point）可能是主观的，但是很清楚，当减弱角太 大时，和/或当波浪行进太快时，或开始太高时，和/或当交错角和/或距 离太大时，等，相互干扰和/或相互碰撞的波浪段的结合和/或波浪高度 差太大，都会使可能无法产生适合于冲浪的高品质渐进式波浪。因此， 本发明设想在设计这种类型的波浪池时应当考虑上述因素，其中会产 生的过多湍流和扰动的量至少部分依据存在于两个分界壁之间的减弱 角。

根据上述内容，当波浪段等于或小于约1.0米高时，优选的最大的 减弱角为大约20度或以下。并且，当波浪段在大约1.0米至2.0米高之间 时，优选的最大减弱角将根据实际的波浪高度在大约10至20度之间。 并且，当波浪段高于2.0米时，优选的最大减弱角将根据实际的波浪高 度在大约5至10度之间。将这些参数规定为基于上面所讨论的因素的近 似值，但是与冲浪的品质有关的其他变量也会起作用并影响这些参数， 包括基于冲浪者的技术水平的主观因素，以及交错角、交错距离、池 底深度、波浪段在分界壁之间必须行进的距离以及由波浪发生器产生 波浪段的方式等。

下面将在一些数学公式的背景下讨论这些参数，这些参数涉及上 面所讨论的波浪伸长L1、L2和L3，波浪高度差H1、H2和H3以及波速度 和汇合速度差。因此，图7示出表示沉箱87的前壁26在形成波浪段的点 的宽度的弧长（或宽度）“L1”，并且因此L1表示在波浪段形成时， 该波浪段的纵向侧近似弧长（或宽度）。于是，当波浪段沿着方向90 向下游行进时，并由于用角度“a”所示的分界壁70、72之间的减弱角 而伸长时，当它到达短分界壁70的远端时，它将已经伸长到近似的弧 宽度“L2”。于是，当波浪段在方向90继续向下游行进，并继续伸长， 当它到达长分界壁72的远端时，它将已经伸长到近似的弧宽度“L3”。

在这一点，在L2和L3之间，能够看到每个波浪段将只遇到一个分 界壁72，即，波浪段的另一侧将暴露在水中，并且与该顺序中帮助限 制另一侧的相邻的波浪段汇合。如果所有其他因素均相同，则从弧宽 L2到L3的总的伸长可以仅仅是从L1到L2的伸长的一半，这是由于以下 事实：即只有一侧具有分界壁，而另一侧暴露在水中，与相邻的波浪 段汇合，因此不伸长。

在大多数实施例中，L1和L2之间的下游距离不可能与L2和L3之间 的下游距离相同，在这种情况下，它们之间的比例将是不确切的。事 实上，当存在大约45度的交错角时，可以看到长分界壁72从前壁26向 前延伸的距离可以大于短分界壁70从前壁26向前延伸的距离的两倍， 即该交错距离69大于交错宽度68。这同样是因为每个分界壁占据更多 的宽度。

图8示出并标识出各种因素和与公式有关的关系，这些公式用来确 定沿汇合区形成的波浪段弧长（宽）和高度差以及展开速度差。例如， 正如上面所讨论的，值“L1”是波浪段形成时的近似弧宽，而值“L2” （或“L3”）是距离沉箱87“D”处发生的波浪段的近似弧宽。角度“a” 是分界壁70、72之间以弧度为单位的减弱角，“R1”是从角度“a”的 顶点到“L1”的距离，而“R2”（或“R3”）是从角度“a”的顶点到 “L2”（或“L3”）的距离。还可以看到，R1加D等于R2。

参考图9，由于分界壁70、72的减弱角和波浪段的伸长，可以看到， 当波浪段在相等深度的底部向下游前进时，每个波浪段91、92的高度 将继续沿分界壁减小。例如，图9的上图示出当波浪段向下游前进时， 由第一个波浪发生器73a产生的波浪段91与波浪段的相对高度（在91的 H1、在91a的H2和在91b的H3）的时间推移图。在每种情况下，可以看 到H1比H2高、H2比H3高，这表示当波浪段91向前行进时其高度随时间 减小。下图示出由相邻的下游波浪发生器73b产生的另一波浪段92以及 当该波浪段前进时波浪段92的相对高度（包括在92的H1、在92a的H2、 在92b的H3）的时间推移图。同样，在每种情形下，H1比H2高并且H3 比H2高。

在该图中，“H1”表示波浪形成时的初始浪高（它具有对应的横 向弧宽L1），“H2”表示在波浪段经过短分界壁70的远端时该波浪段 的高度（其中该波浪段具有对应的横向弧宽L2），而“H3”表示在波 浪段经过长分界壁72的远端时该波浪段的高度（其中该波浪段具有对 应的横向弧宽L3）。

同时，当由波浪发生器73b形成的波浪段92（如图9的下部图所示） 与由在前的波浪发生器73a在先形成的波浪段91（其显示在上部图中） 汇合时，由波浪发生器73b形成的波浪段92将具有与波浪发生器73a形成 的相邻波浪段91不同的高度。也就是说，当波浪段91b可以具有H3的高 度（如上部图中的实线所示以及下部图中H2下的虚线所示）时，波浪 段92a具有H2的高度，因此在汇合点这两个波浪段之间存在波浪高度 差。同样，当波浪段92b（由波浪发生器73b形成）在更下游并且具有 高度H3时，随后的下一个波浪段（由随后的下游波浪发生器产生—— 未示出）将具有H2的高度，在它们汇合时，H2高于H3（H2用虚线示出， H3用实线示出，H2在H3上方）。在每个波浪发生器73的前面将重复同 样的情形。

正如所看到的，当波浪段真正汇合时，这两个波浪段的相对高度 将不同，其中由该序列中的在先波浪发生器产生的波浪段将低于由该 序列中的后续波浪发生器产生的波浪段。也就是说，在相邻的融合的 波浪段之间，由在先的波浪发生器产生的波浪段将处于H3，而同时由 后续波浪发生器产生的波浪段将处于H2。这意味着当存在减弱角（在 分界壁70、72中）时，沿汇合线也将有存在于每对波浪段之间的高度 差。

根据上述因素，关于形成的波浪段，可以进行关于横向弧宽度差 （弧宽度L1、L2和L3）和波浪高度差（H1、H2和H3）的以下假设：

首先，如图8所示，为了确定横向弧宽度差，假定沉箱宽度L1基本 上等于R1乘以以弧度为单位的“a”，并且假设弧宽L2（或L3）等于 R2（或R3）乘以以弧度为单位的“a”。并且假设距离D是从L1到L2（或 L3）的距离，或等于R2（或R3）-R1。并且根据上述内容，可以假设 下述近似：弧宽度L2（或L3）等于沉箱宽L1加距离D乘以以弧度为单 位的“a”，或者换句话说，L2（或L3）=L1+（D×a）。

因此，为了确定相对弧宽度L1、L2或L3和距离D和角度“a”的浪 高H1、H2和H3，可以进行下面的附加假设：第一，每单位顶峰宽度的 波浪能量与波浪高度的平方成正比，即，E::H²。第二，能量守恒则给 出L1×H1²=L2×H2²（=L3×H3²）。第三，得到的公式是：H1/H2=√ （1+a×D/L1）。注意，这假定在距离D上具有相等的深度。

下面的示例将假定沉箱宽度L1是4.0米，并且初始浪高为1.0米，底 面深度为2.0米，这意味着向前的波浪速度大约是5.42米/秒，或17.8英 尺/秒。这基于这样的事实，即对于实际上接近于单个波浪（即，具有 比较高的Ursel数的波）的冲浪波的产生，可以使用关于波浪幅 度和水深的以下近似：波速C=√(g×(A+h))，其中C是波速，g是重力加 速度（其为9.81米每秒平方），A是波浪幅度，以及h是水深。既然冲 浪波实际上接近于单个波浪（即，具有相对高的Ursel数目的波）， 幅度A是浪高的高百分比（顶峰之间无太大的槽），那么我们也可将波 速近似为接近C=√(g×(H+h))。

下面将提供描述的其他假设。

1.基本平行的分界壁：

当分界壁20、22完全相互平行时，角度“a”为零，距离D和L1每 个假设为4.0米（这是根据交错角为45度并且L1为沉箱宽度67的假设 值）。因此，可以得到以下结果：

第一，参考图5，L2基本等于L1（不考虑分界壁20、22的厚度或 锥度），所以从L1到L2存在很小或不存在波浪段横向下行或弧宽的伸 长或增加。同样，L3基本等于L1，所以从L2到L3存在很小或不存在波 浪段的伸长。

第二，H1/H2=√(1+((4/4)×a)))=1.0，并且因此，可以看到，在L1 和L2的浪高大致相同，即H1基本等于L2，并且因此，当波浪段向前行 进时，将保持其高度。对于浪高H2到H3也是一样。例如，如果波浪段 在开始时浪高为1.0米，当它从H1前进到H2到H3时，将基本上保持1.0 米。为此，理想的条件是分界壁20、22基本上相互平行，如图5所示， 但是，如果希望的话，分界壁20、22的远尖端可以是锥形的，以形成 尖端使波浪段能够更平滑地汇合以及过渡。

进一步根据这些结果和由基本上平行的分界壁20、22提供的理想 条件，参考图10，其示出当由波浪发生器3形成的波浪段向下游行进时， 波浪段呈现出来的栅格图形。正如可看到的，由每个波浪发生器3形成 的每个波浪段基本上保持相同的宽度和长度，由此保持相同的形状， 即便在它们融合到一起之后，其中当单个的合成的渐进性波浪朝着海 岸线7行进时，他们基本保持相同的宽度和长度以及形状穿过池的长 度。关于图10的额外细节及其与图11和12的比较将在后面讨论。

2.具有一定减弱角的分界壁：

当分界壁70、72具有任意减弱角或偏离平行到任意程度时，波浪 发生器73必然被进一步间隔开，并且因此，如在图6中可以看到的，当 交错角固定时，例如45度，长分界壁72相比之前的实施例1的长分界壁 22进一步向下游延伸。也就是，当存在任何减弱角时，分界壁本身跨 池的宽度71占据更多的宽度，并且因此，当沉箱87以同样的交错角， 即45度角延伸时，在每个沉箱87前面的长分界壁72将必然不得不进一 步向下延伸以占据分界壁70、72的额外宽度。并且，在这种情况下， 仅仅为了说明的目的，长分界壁72相比短分界壁70向下游延伸的量将 估计为大约D1加D1的三分之一，其可能是以下情形：当交错角为大约 45度并且减弱角为大约10度时，其中D1是从沉箱87的前壁26下游到短 分界壁70的远端的距离。因此，当D1为4.0米时，则在D1=L1时，D2假 设为大约9.3米，其中D2是从沉箱87的前壁26到长分界壁72的远端的距 离。当然，当减弱角更大或交错角变化时，这个数字也将改变，但是 在这些示例中，假定D2保持不变，即9.3米，这意味着当减弱角变化时， 交错角也将变化。

同样，交错距离69（即从一个沉箱87的前壁26下游延伸到后续的 下一个沉箱87的前壁26的距离）也将不得不增加大约相同的量。这是 因为同样的理由，即当存在任何减弱角时，分界壁本身跨池71占据额 外的宽度，并且因此，当沉箱87沿相同的交错角即45度角延伸时，一 个沉箱87的前壁26将必然不得不进一步向下游延伸以占据分界壁70、 72的额外宽度。

这些因素表明当存在减弱角时，与L1和L2以及H1和H2相比，在 L2和L3之间将存在更大的波浪段弧宽差，以及在H2和H3之间将存在更 大的浪高差。同时，如图6至9所示，可以看到，在L2和L3之间以及在 H2和H3之间，仅仅存在一个影响每个波浪段的弧宽和高度的分界壁即 72，因此，为了精确，总差值（弧宽和高度）将仅需要考虑一侧。尽 管如此，为了分析的目的，将假定沿一侧存在的伸长和浪高差值总体 上大约相同，而不管另一侧是否被相邻的波浪段限制。

3.具有10度减弱角的分界壁和1.0米的波浪高度：

当分界壁70、72具有总的10度减弱角，即每侧5度时，以幅度为单 位的角度“a”为0.1745，D和L1假定为4.0米。根据这些假定，可以获 得关于L2的以下结果：L2=4+(4×0.1754)=4.69米，其增加了约0.7米。

这表明通过从沉箱87延伸到短分界壁70的远端或从L1延伸到L2 的第一区30，波浪段将伸长约0.7米，这大约为2.3英尺（每侧上1.15英 尺），即从4.0米到约4.7米。也就是说，尽管波浪段以4.0米的弧宽开始， 但是当它行进到短分界壁70的远端时，波浪段将已经延长到大约4.7米 的弧宽。

这意味着，如果波浪段以5.24米/秒的速度行进，并且穿过该区30 行进的距离是4.0米，那么将花费少于大约1秒的时间即0.74秒来行进该 距离（以5.42米/秒的速度行进4.0米）。因此，每个波浪段在汇合点的 横向展开速度在每侧上大约是0.47米/秒，这是每个波浪段伸长的速度 （基于0.35米除以0.74秒）。因此，当两个波浪段汇合时，它们将以大 约0.95米/秒的结合汇合速度（0.47米/秒乘2）碰撞/干扰。

至于波浪的高度，在该示例中，开始的波浪高度假定为1.0米高， 不过这个量可以根据情况在大约2.0英尺到大约3.0至4.0米或以上之间 变化。并且，给定的以弧度为单位的角度“a”是0.1745，并且D和L1 假定为4.0米，得到以下结果：H1/H2=√(1+((4/4)×0.1745)))=1.0837。

这意味着，当波浪段行进通过第一区30时，波浪段的高度将下降 大约1.0837的比率（H1/H2），这意味着如果H1在L1以1.0米开始，那 么H2在L2将以大约0.98米结束，这下降约0.077米或3.3英寸。这表示发 生在区30中（即在波浪段融合在一起之前）的波浪段的高度下降（基 于10度减弱角）。因此，关于在池71的实施例中产生的每个波浪段， 这是可以预计到发生的。

要考虑的一个附加因素是由于波浪高度已经下降约3.3英寸，因此 以5.42米/秒开始的波浪速度在波浪段到达短分界壁20的远末端时将减 慢到约5.35米/秒，其中波浪段的横向展开速度将稍稍减小，即从大约 0.95米/秒减小到大约0.92米/秒，或每侧减小到大约0.46米/秒。虽然这 有助于减小碰撞/干扰瞬间的冲击力，但是从其总的效果角度看，这种 变化是相对不明显的。

尽管如此，由于存在引起波浪段沿下游路径在不同位置融合的交 错角，首先，在第一侧上，然后在相对侧上，因此需要确定在点L2和 L3的弧宽度和波浪高度差，其中在L2的D2等于4.0米，在L3的D3估计 为约9.3米，这再一次考虑到沉箱87的交错角。根据上述内容，可以得 到以下结果：

首先，相对波浪段的伸长的弧宽，当波浪段到达长分界壁72的远 端或第二区52的末端时，L3将为：L3=4+(9.3×0.1754)=5.62米。

这表明通过第一区30和第二区52，从沉箱87延伸到长分界壁72的 远端，该波浪段将伸长总共大约1.62米（除了这种情况之外，第二区52 中的一侧将被相邻的波浪段限制，而在相对侧上，波浪段将伸长约0.81 米）。因此，如果波浪段用大约1.72秒的速度行进此距离（以5.42米/ 秒的速度行进9.3米），则在该侧上的横向展开速度将为大约0.47米/秒， 这是该波浪段汇合时将伸长的速度。因此，当两个波浪段汇合时，它 们将以约0.94米/秒或大约3英尺/秒的结合的汇合速度碰撞/干扰（不考 虑浪高的变化）。

至于波浪段的高度，在开始的波浪高度为1.0米并且以弧度为单位 的角度“a”是0.1745的情况下，假定D为9.3米，可以得到以下结果： H1/H3=√(1+((9.3/4)×0.1745)))=1.1856。在这种情况下，可以看到当波 浪段从沉箱87行进到第二区52的末端时，它将下降大约1.1856的比率， 这意味着，如果H1在L1以1.0米开始，则在L3H3将为大约0.843米，其 下降约0.156米或大约5.1英寸。这表示基于10度的减弱角当波浪段从沉 箱87行进通过第一区30和第二区52时每个波浪段高度的下降。

同时，由于波浪段的高度已经减少约5.1英寸，因此以5.42米/秒开 始的波浪速度在波浪段到达长分界壁72的远末端时将降低到大约5.28 米/秒，其中该波浪段的横向下行展开速度也将稍稍减小，即从大约0.94 米/秒减小到大约0.91米/秒或每侧上大约0.46米/秒。虽然这有助于减小 波浪段汇合的瞬间所施加的冲击力，但是从其对波浪段的影响的角度 看，这种变化是相对不明显的。

上述所有内容表明当波浪段沿汇合线60融合在一起时，一个波浪 段将是大约0.92米高，而另一个波浪段将是大约0.843米高，高度差为 大约0.08米或大约3.15英寸。也即是说，当波浪段汇合时，一个波浪段 将比另一个波浪段高大约3.15英寸，这会引起轻微的扰动和湍流发生。 尽管如此，由于横向展开速度（其往往引起波浪段以大约0.92米/秒的 速度碰撞/干扰）和总共大约3.15英寸的高度差的结合，可以看到在10 度的减弱角和1.0米的浪高下，扰动和湍流的量将是不明显的，其中可 以充分地形成波浪并且波浪可以足够平滑以达到冲浪的目的。

4.具有20度减弱角的分界壁和1.0米的浪高：

当分界壁70、72具有20度减弱角（或每侧上偏离平行10度）时， 以弧度为单位的角度“a”将为0.3491。D和L1假设为4.0米。根据这些 假设，获得关于L2的以下结果：L2=4+(4×0.3491)=5.396米。

这表明通过第一区30或从L1到L2，波浪段将伸长约1.4米或约4.6 英尺（每侧上2.3英尺），所以在波浪段行进到短分界壁70的远端时， 该波浪段将已经伸长或展开到大约5.4米。

这意味着，如果波浪段花0.74秒行进该距离（5.42米/秒行进4.0米）， 则每侧上的横向展开速度将为大约0.94米/秒或大约3英尺/秒，这是每个 波浪段在每侧上伸长的速度，其具有大约1.88米/秒或大约6英尺/秒（其 是波的前进速度的三分之一）的结合的横向展开速度或汇合速度。

尽管如上所述波浪高度的下降将往往稍微降低波浪速度，并降低 波浪段的横向下行速度，但是这不应当对波浪段的相关速度有显著的 影响。

开始的波浪高度假定为1.0米，并且，假定以弧度为单位的角度“a” 是0.3491，并且D和L1假定为4.0米，则可以获得关于波浪高度差的以下 结果：H1/H2=√(1+((4/4)×0.3491)))=1.1615。这意味着当波浪段行进通 过第一区30时，波浪段的高度将下降约1.1615的比率（H1/H2），这意 味着如果H1在L1以1.0米开始，则在L2H2将是大约0.86米，下降了约 0.14米或约5.5英寸。这表示基于20度的减弱角和开始的波浪高度1.0米 在区30中波浪段融合在一起之前发生的每个波浪段高度的下降。

此外，尽管要考虑的另一个因素是由于波浪高度下降引起的波浪 速度的减小，从大约每秒5.42米减小到大约每秒5.30米，这将结合的横 向展开速度从大约每秒1.88米减小到大约每秒1.85米，但是从对波浪段 的总的影响的角度看，这种变化是相对不显著的。因此，为了下文计 算的目的，可以略去这个步骤，因为假定此因素的影响是不显著的。

由于存在引起波浪段沿下游路径在两个不同的位置融合的交错 角，首先，在第一侧上汇合，并且然后在相对侧上汇合，因此有必要 确定在点L2和L3的弧宽和波浪高度差，其中D2（在L2）等于4.0米， D3（在L3）估计为9.3米。根据上述内容，可以得到以下结果：

首先，当波浪段到达第二区52的末端时，L3将如下： L3=4+(9.3×0.34591)=7.22米。这表明通过区30和52，该波浪段将伸长大 约3.22米或大约10.6英尺（除了这种情况之外，第二区52的一侧将被相 邻的波浪段限制，而在相对侧上，波浪段将伸长总共约1.61米或约5.3 英尺）。因此，如果波浪段用大约1.72秒行进该距离（以每秒5.42米行 进9.3米），则该侧上的横向速度将为大约每秒0.94米或大约每秒3英尺， 其是大约为1.87米/秒或大约6.0英尺/秒的结合的横向展开速度（不考虑 由于伸长引起的波浪段高度的减小）。

在开始的波浪高度为1.0米并且以弧度为单位的角度“a”仍然是 0.34591的情况下，并且假设D为9.3米，可以获得以下结果：H1/H3 =√(1+((9.3/4)×0.34591)))=1.343。在这种情况下，通过第二区52时，波 浪段将下降大约1.343的比率，这意味着，如果H1在L1以1.0米开始，然 后在L3的H3将是大约0.745米，其下降约0.26米或约10英寸。这表示当 波浪段行进通过第一区30和第二区52时，每个波浪段基于20度的减弱 角的高度的下降。

当波浪段沿汇合线60汇合在一起时，一个波浪段将是大约0.86米 高，而另一个波浪段将是大约0.745米高，高度差是大约0.12米或大约 4.5英寸。也就是说，一个波浪段比另一个波浪段高大约4.5英寸，这会 引起一些扰动和湍流发生。

基于上述内容，可以看到，大约每秒1.80米的碰撞/干扰速度和大 约4.5英寸的波浪高度差会引起一些不希望的扰动和湍流发生，根据希 望的用于冲浪的波浪的品质，这可能使得20度的减弱角具有1.0米的波 浪高度是不能接受的。

5.具有30度减弱角的分界壁和1.0米的波浪高度

当分界壁70、72偏离平行30度时，以弧度为单位的角度“a”为 0.5236，距离D和L1将为4.0米，并且根据这些假设， L2=4+(4×0.5236)=6.09米。

这表示通过第一区30，波浪段将伸长约2.09米或约6.9英尺（每侧 上3.4英尺以上），这意味着，如果波浪段用大约0.74秒行进该距离（以 每秒5.42米行进4.0米），则每侧上的横向展开速度将为大约每秒1.41 米，其中结合的横向展开速度或汇合速度将为大约每秒2.82米，大于波 浪的前向下游速度的二分之一。

开始的波浪高度将为1.0米，并且，假定以弧度为单位的角度“a” 是0.5236，并且D和L1为4.0米，获得以下结果：H1/H2 =√(1+((4/4)×0.5236)))=1.2343。这意味着，当波浪段行进通过第一区30 时，波浪段将下降约1.2343的比率，这意味着如果H1在L1以1.0米开始， H2在L2将是大约0.81米，下降约0.19米或7.5英寸。这表示基于30度的 减弱角通过第一区30的每个波浪段的高度的下降。

由于存在使波浪段在两个不同的位置汇合的交错角，首先，在第 一侧上汇合，并且然后在相对侧上汇合，因此有必要确定在L2和L3的 弧宽和波浪高度差，其中D2（在L2）等于4.0米，D3（在L3）被估计为 约9.3米。根据以上内容，可以得到以下结果：

首先，在波浪段到达第二区52的末端时，L3将如下： L3=4+(9.3×0.5236)=8.87米。这表示通过区30和52，该波浪段将伸长大 约4.87米或15.8英尺，即其原始弧宽的两倍以上，除了这种情况，第二 区52内的一侧将伸长约2.43米。

如果波浪段花1.72秒时间行进该距离（以每秒5.42英尺行进9.3 米），则在该侧上的横向展开速度将是大约每秒1.41米或每秒4.64英尺， 具有的结合的展开速度或汇合速度为大约2.82米/秒。

在开始的波浪高度为1.0米，以弧度为单位的角度“a”是0.5236 的情况下，并且假定D为9.3米，可以得到如下结果：H1/H3 =√(1+((9.3/4)×0.5236)))=1.489。在这种情况下，当波浪段行进通过第二 区52时，波浪段的高度将下降大约1.489的比率，这意味着，如果H1在 L1以1.0米开始，则在L3的H3将是大约0.67米，下降大约0.33米或12.9 英寸。

以上内容表示当波浪段沿汇合线60融合在一起时，一个波浪段将 是大约0.81米高，而另一个波浪段将是大约0.67米高，高度差是大约0.14 米或大约5.5英寸。因此，一个波浪段比另一个波浪段高大约5.5英寸， 这会引起不想要的扰动和湍流以及漩涡和流动转向的发生。

根据上述内容，可以看到，横向展开速度或汇合速度（引起波浪 段以大约每秒2.67米或大约每秒8.76英尺的速度碰撞/干扰）和大约5.5 英寸的波浪高度差的结合会引起一些不希望的扰动和湍流发生，这对 于冲浪的目的可能是不能接受的。

总之，当存在任何减弱角时，波浪段的横向弧宽和展开速度将增 加，其中波浪段的高度将减小，其中当两个相邻的波浪段向前前进时， 由于行进距离的差异，相邻波浪段的弧长和浪高将以不同的值结束， 使得当它们汇合时，如果减弱角足够大，则波浪段将很难适当地融合 以产生平滑形状的渐进性波浪。更具体地说，当波浪段以L1的弧宽和 H1的浪高开始时，并且然后当它与另一个波浪段融合时，一个波浪段 具有L2的弧宽，而另一个具有L3的弧宽，同样，一个波浪段具有H2的 浪高，而另一个具有H3的浪高，于是当它们汇合时，这种差异将引起 附加的扰动和湍流发生。同样，当横向弧宽随时间增加时，这趋向于 引起每个相邻波浪段相互碰撞，即当它们形成十字交叉时，这可能引 起相当大的扰动和湍流发生，这种扰动和湍流对于产生平滑的冲浪波 浪来说可能太大。

6.具有20度减弱角的分界壁和2.0米的波浪高

当波浪为2.0米高并且底面的深度为4.0米时，向前的波浪速度可以 确定如下：波浪速度C=√(g×(H+F))或C=√(9.81×(2+4))，其等于每秒7.67 米或每秒25.2英尺。因此，波浪段向前的速度将为大约每秒7.67米，这 比1.0米高的波浪的速度几乎快50%。

当利用具有20度减弱角的分界壁时，在2.0米浪高的情况下得到如 下结果：

当分界壁20、22具有20度减弱角时，L2=4+(4×0.3491)=5.396米， 这表示波浪段将伸长总共大约1.4米或4.6英尺（每侧上2.3英尺），即从 4.0米伸长到5.4米。这意味着，如果波浪段用大约0.52秒时间行进这个 距离（以每秒7.67米的速度行进4.0米），则每侧上的横向展开速度将 是大约每秒1.35米或大约每秒4.4英尺，其中结合的横向展开速度或汇 合速度接近每秒2.7米或大约每秒8.8英尺，这是在这种情况下（不考虑 波浪将减慢的程度）波浪向前速度的大约一半。因此，可以看到，当 波浪段相互干扰并碰撞在一起时所产生的力可能使得难以防止不希望 的扰动和湍流的形成，例如漩涡和流动转向的形成。

在开始的波浪高度为2.0米的情况下，得到如下的波浪高度差： H1/H2=√(1+((4/4)×0.3491)))=1.1615。这意味着如果H1在L1以2.0米开 始，则H2在L2将以大约1.72米结束，下降约0.28米或10.9英寸。

然而，由于沿下游路径存在使波浪段在两个不同的位置汇合的交 错角，首先，在第一侧上汇合，并且然后在相对侧上汇合，因此有必 要确定在点L2和L3的弧宽和波浪高度差，其中在L2D2等于4.0米，在 L3D3估计为9.3米。基于上述内容，可以得到以下结果：

首先，当波浪段到达长分界壁72远端时，L3将如下： L3=4+(9.3×0.34591)=7.22米。这表示该波浪段将延长总共大约3.22米或 大约10.6英尺，即转变成每秒大约1.33米或大约每秒4.4英尺，其中结合 的横向展开速度或汇合速度为大约每秒2.67米或大约每秒8.7英尺。

在开始的波浪高度为2.0米的情况下，可以得到以下结果：H1/H3 =√(1+((9.3/4)×0.34591)))=1.343，其中，可以看到，波浪段将下降大约 1.343的比率，这意味着，如果H1在L1以2.0米开始，则H3在L3将是大 约1.49米，下降了大约0.51米或大约20.1英寸。

这表示当波浪段真正融合在一起时，一个波浪段将是大约1.72米 高，而另一个波浪段将是大约1.49米高，高度差大约是0.23米或9英寸， 这可能引起不想要的扰动和湍流发生。

基于上述内容，可以看出横向展开速度（其趋向于引起波浪段以 大约每秒2.54米的速度碰撞/干扰）与大约9英寸的波浪高度差的结合会 引起不希望的扰动和湍流形成。

为此，可以看出当波浪高度和波浪速度增加时，在分界壁70、72 之间的减弱角应当较低以产生平滑的渐进性波浪。

7.不同的分界壁角度和浪高的比较

图10-12示出具有三种不同结构的波浪池的示例，每个示例具有不 同的分界壁角，其中示出波浪段如何形成、过渡及汇合在一起并且穿 过池向前行进，并且通过表示波浪形状的栅格线图形呈现这些示例。

例如，图10示出类似于图1的实施例，其中波浪发生器3和沉箱17 以交错方式取向（编号为1、2、3和4），并且分界壁20、22在每个波 浪发生器3的前面基本上相互平行地延伸。波浪段用栅格图形示出并且 当它们向前行进并融合在一起时保持基本相同的尺寸和形状以形成合 成的波浪，该合成的波浪穿过池从深端行进到浅端。正如可以看到的， 一致的栅格图形被示出，其中波浪段一直基本保持相同的尺寸和形状， 包括在它们沿汇合线60融合在一起之后。由于分界壁20、22基本相互 平行，并且当它们向下游行进时波浪段不伸长，因此波浪段可保持其 能量以及其高度和形状，其中这些表示用于产生高品质的冲浪波浪的 理想的条件。由于当波浪段们向下游行进时基本上不变化，因此可以 看到沿汇合线60很少有湍流和扰动发生，因而有助于产生平滑的可冲 浪的渐进性波浪。

图11是示出一个实施例的类似视图，其中分界壁70、72偏离平行 到一定程度，即，在该示例中大约15度的减弱角，这类似于图6的实施 例。在这种情况下，由于分界壁具有小减弱角，因此线图形示出的波 浪段开始伸长或展开，并且当它们向下游行进时继续伸长，其中当它 们越过分界壁时，它们开始彼此汇合，即，十字形交叉线表示波浪段 继续伸长并且相互碰撞/干扰。该延伸的线表示如果不存在相邻的波浪 段，这些波浪段将会继续延长。也就是说，当波浪段向前行进时，它 们产生引起波浪段彼此碰撞的横向展开速度，或者通过形成十字交叉 并彼此通过，其中，这些线十字交叉的程度表示该展开速度将引起的 波浪段重叠的程度。

在这种情况下，可以看到当波浪段向前行进时它们可以不必保持 其原来的尺寸和形状来形成合成的波浪，该合成的波浪穿过该池从深 端向浅端行进。并且，正如可看到的，栅格图形显示当每个波浪段向 前行进时将最终开始作弧线运动，其中当波浪段汇合时，弧线将开始 汇合并且以不同的角度相互干扰。因此，必须吸收并消耗由两个波浪 段汇合所释放的能量以适当地产生合成的波浪。这表示存在以下可能 性：沿汇合区存在一些不希望的湍流和扰动，但是扰动的程度可能仍 然在冲浪允许的界限内。

图12是显示一个实施例的另一视图，其中分界壁70、72相对于彼 此偏离平行大约70度，Leigh中是这种情形。在该情况下，由线图形示 出的波浪段开始在分界壁之间显著地伸长并展开并做弧线运动，并且 当它们继续向下游行进时继续伸长并散开，其中随着它们越过分界壁 并开始彼此汇合，十字形交叉线表示波浪段彼此交叉以及以不同的角 度消散的程度。当波浪段向前行进时，它们产生引起波浪段相互干扰 并彼此穿过的横向展开速度，其中这些线交叉的程度表示该展开速度 将引起波浪段不期望地碰撞/干扰的程度。

还可以看到，当波浪段向前行进时它们不保持其原来的尺寸和形 状，而是开始伸长呈散开并且作明显的弧线运动，使得在汇合时，它 们处于明显不同的角度（即，多达30度或以上）并且以显著可变的力 碰撞/干扰，从而不可能形成能够一致行进通过波浪池的合成的一致形 状的渐进性波浪。正如可看到的，栅格图形显示每个波浪段将开始散 开并伸长，其中当波浪段汇合时，将存在明显的重叠，其中该重叠示 出波浪段汇合并形成合成波浪的难度。

由于分界壁70、72形成这样大的角度，并且当波浪段向下游行进 时被伸长并明显地散开，因此在波浪段汇合之前或之后，它们无法保 持其能量，也不能保持其尺寸和形状，其中，最后的结果是无论如何 形成结果都将是不一致的，而是充满大量的不想要的湍流和扰动，包 括明显的交叉方向的和次生的波浪形成、漩涡和流动转向，这将使波 浪段大大消散并损失其能量的相当大的部分。当波浪段向前行进时它 们将被改变，其中可以看到，产生的湍流和扰动的量将是相当大的， 使得几乎不可能产生平滑的可冲浪波浪。

关于上述具体示例的一些数据在图13a、13b和13c中示出，这些图 示出基于各实施例的计算的图表，这些实施例具有不同减弱角（即，5 度、10度、15度、20度和30度）的分界壁和不同的波浪高度（即1.0米、 2.0米和3.0米），其中这些图表示出弧宽和波浪高度差，以及当减弱角 度和波浪高度变化时波浪段汇合速度如何不同。在这些示例的每个示 例中，以及在图13a、13b和13c的数据中，这些实施例假定为具有4.0米 的沉箱宽和4.0米的壁延伸（从沉箱前壁到短分界壁的末端），即 L1=D=4.0米。然而，一些数据是近似的。

例如，波浪速度、展开速度和汇合速度是近似的，因为存在没有 考虑的影响这些速度的变量。例如，当波浪段向前行进时，它们所形 成的弧的中心趋向于相比该弧的边缘更快地向下游行进，其是减弱角 的函数，但在这种情况下，假定不管减弱角的大小如何，波浪段在波 浪段宽度内的向前速度都是恒定不变的。还进行其他假设，如上所述， 关于从沉箱到长分界壁的远端的距离，其可以随减弱角和交错角变化， 但对于这些示例，该距离被假定是恒定不变的，即该假定是不管减弱 角和交错角的大小如何，从沉箱到长分界壁的远端的距离都是9.3米。 虽然当减弱角为大约10度并且交错角为大约45度时，该尺寸适用是真 实的，但是在其他情况下（例如当减弱角或交错角变化时），这些尺 寸可能是不适用的。

然而，比较来看，这些图表应当提供设计这种类型的波浪池时应 当考虑的各种因素的相当精确的表达。也就是说，虽然数字可能不像 表示的那样确切，但是它们趋向于表示下述一般的原则：1）当减弱角 增大时，在汇合点的弧宽和浪高差增加，2）当减弱角增大时，汇合速 度—相邻的波浪段汇合的速度—增加，3）当波浪高度增加时，在汇合 点的波浪高度差增加，以及4）当波浪高度增加时，汇合速度—相邻的 波浪段汇合的速度—增加。因此，这些图表表明改变减弱角和/或波浪 高度会对汇合的品质有重要的影响，并且因此减弱角变化的程度必须 基于期望的浪高和波浪品质等。

例如，根据图13a（其示出波浪高度为1.0米的实施例），当波浪 段向前前进并由于减弱角的原因展开时，波浪段的弧宽（其以4.0米开 始）增加。例如，当减弱角为10度时，该波浪段的横向弧宽将随时间 增加，从而当它到达第一汇合点（即短分界壁的远端）时，波浪段将 是4.96米，并且然后，波浪段进一步行进，当它到达第二汇合点（即长 分界壁的远端）时，波浪段增加到5.62米。而且，当减弱角为20度时， 波浪段的弧宽以4.0米开始，并且增加到5.4米，然后在相同的跨度期间 增加到7.22米。并且当减弱角为30度时，波浪段的弧宽从4.0米增加到 6.1米，并且然后在同样的跨度期间（即波浪段在两侧上汇合时）增加 到8.87米。

该图表还表明当波浪段展开时，它们的高度减小，其也依赖于减 弱角。例如，当减弱角为10度，并且波浪段以浪高1.0米开始，当它们 行进到第一汇合点（这是在下游4.0米的距离）时，该波浪段的浪高从 1.0米减小到0.92米，下降0.08米，并且然后当它们向前行进时，当波浪 段在两侧上汇合时，波浪段将减小到0.84米，而相邻的波浪段将仍旧是 0.92米（由于交错角），其中在汇合点一个波浪段将比另一个波浪段高 0.08米，这表示浪高差。同样，当减弱角为20度时，波浪段的浪高将从 1.0米减小到0.86米，并且然后在相同的跨度期间从0.86米减小到0.74 米，其中在汇合时一个波浪段将比另一个波浪段高0.12米。并且当减弱 角是30度时，波浪段的浪高将从1.0米降低到0.81米，并且然后在相同 的跨度期间从0.81米降低到0.67米，其中在汇合时一个波浪段将比另一 波浪段高0.14米，其表示浪高差。

图13a还表明相邻的波浪段沿汇合区彼此汇合的速度也随着减弱 角的增加而增加，其中当减弱角为10度时，该汇合速度为每秒0.92米， 而当减弱角为20度时，汇合速度为每秒1.80米，并且当减弱角为30度时， 汇合速度为每秒2.80米，其增大约3倍。

图13b示出关于波浪高度以2.0米高开始的实施例的类似细节，并 且在这种情况下，虽然当减弱角变化时弧宽差保持与前面相同，但是 波浪高度差和汇合速度会改变。

例如，当减弱角为10度时，虽然波浪段以2.0米高开始，但是当它 们向下游行进4.0米的距离时，其高度将减小到1.85米，下降了0.15米， 并且然后它们进一步行进，当波浪段在两侧上汇合时，波浪段的高度 将减少1.69米，从而在汇合时一个波浪段将比另一个波浪段高0.16米， 0.16米表示浪高差。它还表明当减弱角为20度时，波浪段的高度从2.0 米减小到1.72米，并且然后减小到1.49米，从而当波浪段在两侧上汇合 时，一个波浪段将比另一个波浪段高0.23米。然后，当减弱角为30度时， 波浪段的高度将从2.0米减小到1.62米，并且之后减小到1.34米，从而当 在两侧上汇合时，一个波浪段将比另一个波浪段高0.28米。

根据图13b，相邻的波浪段沿汇合区彼此汇合的速度也随着减弱角 的增加而增加，其中当减弱角为10度时，该汇合速度为每秒1.35米，而 当减弱角为30度时，汇合速度为每秒4.04米，其增加大约3倍。图13a 和13b之间的比较还表明当波浪高度增加时，汇合速度增加，其中当减 弱角为10度并且浪高为1.0米时，汇合速度为每秒0.92米，而当减弱角 相同（即，10度）并且浪高为2.0米时，汇合速度为每秒1.35米。同样， 当减弱角为20度而浪高为1.0米时，汇合速度为每秒1.80米，而当减弱 角相同（即，20度）并且浪高为2.0米时，汇合速度为每秒2.67米。当 减弱角为30度时，发现同样种类的差异。

最后，图13c示出浪高以3.0高开始的实施例，并且在这种情况下， 当减弱角为10度时，当波浪段向下游行进4.0米的距离时，其高度将减 小到2.77米，下降0.23米，并且然后，它们进一步行进时，当波浪段在 两侧上汇合时，该波浪段高度将减小到2.53米，从而在汇合时一个波浪 段比另一个波浪段高0.24米。它还示出，在减弱角为20度的情况下，波 浪段高度将从3.0米减小到2.58米，并且然后减小到2.23米，从而当波浪 段在两侧上汇合时，一个将比另一个高0.35米。并且当减弱角为30度时， 波浪段将从3.0米减小到2.43米，并且然后减小到2.01米，从而当波浪段 在两侧上汇合时，一个波浪段将比另一个高0.42米。

相邻的波浪段沿汇合区彼此汇合的速度也随着减弱角的增加而增 加，其中当减弱角为10度时，汇合速度为每秒1.64米，而当减弱角为30 度时，汇合速度为每秒4.94米，其增加大约3倍。关于这一点，可以看 到汇合速度（浪高为3.0米）几乎和如图13a所示的当浪高为1.0米时波 浪段的向前的波浪速度一样高，即一个是4.94米/秒，而另一个是5.42 米/秒。

而且，图13a、13b和13c之间的比较表明当浪高增加时汇合速度增 加。例如，当减弱角为10度并且浪高为1.0米时，汇合速度是每秒0.92 米，而当减弱角相同（即10度）并且浪高为3.0米时，汇合速度为每秒 1.64米。同样，当减弱角为20度并且浪高为1.0米时，汇合速度是每秒 1.80米，而当减弱角相同（即20度）并且浪高为3.0米时，汇合速度为 每秒3.29米。

这些示例清晰地表明当减弱角增加时，沿汇合区存在开始出现的 另外的因素，这些另外的因素使形成高品质的可冲浪波浪更加困难。 当浪高增加时也是如此。也就是说，当这些因素中的一个或更多个因 素增加时，浪高差和汇合速度也增加，这会负面影响合成波浪的品质。 因此，当预期较高的减弱角时，应当减小波浪高度以产生相同品质的 波浪，并且同样，当预期较高的浪高时，应当减小减弱角以产生相同 品质的波浪。

根据这些图表中的数据，可用于确定具体的波浪是否适合于冲浪 的一个潜在的因素是考虑浪高差及其在波浪表面上可产生的波纹和碎 浪的程度，这些波纹和碎浪可能潜在地使冲浪更加困难。虽然不是确 切的数字，但浪高差必须利用波浪段汇合时相邻波浪段的相对高度， 从而实际的湍流或扰动（或者波纹或者碎浪）可以视为浪高差的函数。 并且，浪高差越大，在合成的波浪中形成的扰动和湍流越大。也就是 说，浪高差越大，形成较大扰动的可能性越大，其中这个因素可以用 作量化指示器，用于指示在给定特定浪高差的条件下是否可产生高品 质的可冲浪波浪。

而且，在波浪表面上形成扰动的程度也可以相对于融合的波浪段 的汇合速度被定量地测量，该汇合速度是两个相邻的波浪段彼此横向 汇合的净速度，其中相对速度越高，该波浪段产生的能量或冲击越大， 其中更大的力将可能导致波浪表面上形成更多的漩涡、涡流和流动转 向。也就是说，当两个相邻波浪段横向展开并且最终融合时，对两者 的趋势是彼此碰撞和干扰，即在汇合点形成十字形交叉，其中当相对 速度较大时可能产生较大的力，其中可能产生较大的湍流和干扰，这 将不利于形成高品质的可冲浪波浪。

实际上，当波浪段汇合时较大的浪高差和较大的汇合速度的结合 会导致合成波浪变差。也就是说，当波浪高度差和汇合速度增加时， 将存在它们在波浪表面上产生更大扰动和湍流的更大可能性，从而通 过增加其中之一或另一个或两者，将减小形成高品质的可冲浪波浪的 可能性。关于这一点，可以看到存在一种趋势，不仅两种水质量以较 大的力相互碰撞，而且，当存在水高度差时，来自一个波浪段顶部的 过量的水会溢出到较低的波浪段的顶部，其中浪高差越大，在波浪表 面形成的扰动和湍流将越大。

上述数据如何用于确定可以接受的减弱角的一些示例描述如下： 第一，确定减弱角是否可以接受的一种方式可以是指定最大的浪高差， 例如12厘米。并且由于该量涉及标准冲浪板的尺寸，以及冲浪板如何 弯曲，因此它还可能涉及冲浪者操作波浪表面上的冲浪板而不使冲浪 板尖端击中波纹或碎浪的能力，冲浪板尖端击中波纹或碎浪会导致冲 浪板转向或导致前部冲入波浪中。尽管在浪高差和由浪高差形成的波 纹或碎浪的尺寸之间没有直接关系，但是可以看到，浪高差越大，扰 动或湍流将越大，因此，在波浪表面上形成的波纹或碎浪将越大。

基于上述内容，一种有助于确保高品质波浪的方法是确保波浪高 度差不大于大约12厘米。并且，在这方面，为了满足这种要求，根据 图13a，当浪高以1.0米开始时，减弱角应当不大于约20度，并且当浪高 以2.0米开始时，减弱角应当不大于约7度，并且当浪高以3.0米开始时， 减弱角应当不大于约4度。这些限制也设置在15厘米或根据期望的波浪 品质可能是合适的其他浪高差。

第二，确定最大可接受的减弱角的另一种可能的方式可以是规定 减弱角必须产生不大于预定的汇合速度，例如每秒1.80米。在这种情况 下，为了避免汇合速度超过每秒1.80米，可以看到，在1.0米浪高的情 况下，减弱角应当不大于约20度，在2.0浪高的情况下，减弱角应当不 大于约13度，而在3.0浪高的情况下，减弱角应当不大于约11度。这些 限制也可以设置在每秒1.50米或每秒2.0米或根据期望的波浪品质可以 是合适的其他数字。

第三，确定最大可接受的减弱角的另一种可能的方式是规定上述 两种要求的组合，即，例如，一种限制可以要求浪高差不大于15厘米， 并且汇合速度不大于每秒1.50米。可以看到，在这种情况下，当浪高为 1.0m时，最大减弱角应当不大于约16度，当浪高为2.0m时，最大减弱 角应当不大于约9度，以及在浪高为3.0m时，最大减弱角应当不大于约 5度。当然，也可以根据期望的波浪性质和品质修改这些限制。并且， 由于浪高影响允许的减弱角，因此预期用于特定波浪池的最高浪高应 当用来确定允许的减弱角。这些定量的测量可用来分析并确定什么样 的可接受减弱角实际上可用于任意类型的波浪池结构和/或浪高和/或 波浪的品质。

图14是波浪池100的另一个实施例的平面图，该波浪池100具有沿 倾斜取向的交错线106沿相对深端105延伸的多个波浪发生器3和沿相 对浅端11沿散开线9延伸的倾斜的海岸线7。在该实施例中，波浪发生 器3的序列（沿交错线106延伸）和倾斜的海岸线7（沿散开线9延伸） 彼此不平行，其中剥离角114和交错角115相对于波浪103的前端或顶峰 的横向下行方向以不同的角度延伸（波浪沿箭头10所指的方向行进）。 侧壁2、4优选基本相互平行地延伸，但是可以不必如此。

和其他实施例一样，多个波浪发生器3优选相对于波浪13的前端或 顶峰以倾斜角115并且相对于波浪方向10以交错或偏离的方式取向，如 图14所示。交错线106相对于波浪103的前端或顶峰延伸的角度115是 “交错角”，而散开线9相对于波浪103的前端或顶峰延伸的角度114是 “剥离角”，其中在该实施例中，这两个角度不同。由于该实施例中 的交错角115小于优选实施例中的交错角，因此可以看到，波浪发生器 3将必须以小于每个发生器之间消逝的时间按序起动。这是因为从每个 波浪发生器3发出的每个波浪段到达后续的下一个波浪发生器3的前壁 花费更少的时间，这对于波浪段融合以产生沿方向10行进的波浪103是 必须的。该实施例还具有交错的沉箱17，其中，每个相邻的沉箱17具 有沿波浪方向10基本向前延伸的一对分界壁20、22，其中在优选实施 例中分界壁20、22基本彼此平行地延伸，并且正如所讨论的，在其他 实施例中，在它们之间有不大于约10到20度的减弱角（“偏离平行”）。

图15是波浪池110的另一个实施例的平面图，该波浪池110具有沿 相对深端105延伸的多个波浪发生器3，该相对深端105沿可变的交错线 116、118、120延伸。该实施例还具有沿散开线9、沿相对的浅端延伸 的倾斜的海岸线7，但在该实施例中该系列发生器3和沉箱17交错并沿 交错线116、118、120延伸，其具有三个不同交错角，包括45度角116、 30度角118和0度角120。

和其他实施例一样，多个波浪发生器3优选设置在多个沉箱17内， 该沉箱17相对于波浪13的前端或顶峰沿交错线116、118、120取向。沉 箱17主要相对于波浪方向10以交错方式取向，如图15所示，只是在该 实施例中，沿交错线120延伸的沉箱17完全不交错。由于该实施例中的 交错角116、118和120的位置不同，因此可以看到，为了使波浪段适当 地融合以产生沿方向10行进的波浪123，相邻的波浪发生器3顺序起动 之间所消逝的时间必须变化。也就是说，通过交错线116，顺序起动的 每个波浪发生器3之间消逝的时间必须是恒定的，然后通过交错线118 时间必须变短，并且然后沿交错线120，所有的波浪发生器3将必须同 时起动以形成沿方向10移动的渐进性波浪。该实施例还包括具有一对 分界壁20、22的沉箱17，分界壁20、22在波浪发生器的前面基本向前 延伸，其中分界壁20、22优选基本相互平行地延伸，并且在其他实施 例中，正如所讨论的，在它们之间可以具有不大于10到20度的减弱角 （“偏离平行”）。