这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究的学术论文。以下是针对该研究的详细学术报告：

1. 研究作者与发表信息
本研究由Gatien Polly、Alexis Mérigaud、Benjamin Thira和Ramiro Godoy-Diana合作完成，作者单位包括法国巴黎高等物理化工学院（ESPCI Paris–Université PSL）的物理与异质介质力学实验室（PMMH）以及法国IFP Energies nouvelles研究院。论文发表于《Journal of Fluid Mechanics》2025年第1007卷，文章编号R4，DOI为10.1017/jfm.2025.90。

2. 学术背景
研究领域为流体力学与海岸工程交叉学科，聚焦于水波与水下弹性板（submerged elastic plate）的相互作用。背景动机源于两方面：
- 应用需求：波浪能（wave energy）作为可再生能源潜力巨大（全球需求可被满足），但现有技术效率不足。弹性板因其柔性特性可能提升能量捕获效率或海岸防护能力，但相关实验研究匮乏。
- 理论空白：过去研究多集中于双端固定的弹性板（如Cho & Kim 1998；Alam 2012），而单端固定的板在波浪场中的行为尚未被充分探索，尤其是实验验证。

研究目标包括：
- 实验表征单端固定弹性板与波浪的相互作用机制；
- 量化板的波浪反射（reflection）、透射（transmission）和耗散（dissipation）能力；
- 揭示柔性对波浪能量调控的关键作用。

3. 研究方法与流程
研究分为实验设计、数据采集与结果分析三阶段，具体流程如下：

3.1 实验装置
- 波浪水槽：长2.5米，宽12厘米（限制横向波模），水深10厘米。中心区域为2米测量区，末端设抛物线型消波滩（parabolic beach）以减少反射。
- 波浪生成：采用线性电机驱动的拍板式造波机（flap-type wave-maker），频率范围1.5–4 Hz，波幅0.5–5 mm，对应波长10–55 cm（深水至中等水深条件）。
- 弹性板：材料为聚丙烯（密度1035 kg/m³，刚度1.7×10⁻³ N·m²），长28 cm，单端通过碳杆固定于水槽侧壁，初始浸没深度3 cm。通过侧视摄像头追踪板边缘运动。

3.2 波浪高度测量
采用纹影成像技术（schlieren imaging）：
- 水槽底部放置棋盘格图案，通过顶部摄像机记录波浪导致的图案畸变；
- 基于开源代码（Wildeman 2018）反演自由液面高度η(x,t)，空间分辨率达毫米级；
- 分离入射波、反射波与透射波成分，计算能量反射系数（kr）和透射系数（kt）。

3.3 实验协议
- 低振幅实验：波幅0.5 mm，扫描l/λ（板长/波长比）从0.45至2.7，每组重复3次；
- 高振幅实验：波幅增至5 mm，观察非线性效应；
- 对照实验：使用相同尺寸的刚性铝板比较。

3.4 数据分析
- 模态分析：通过强迫振动实验测得板的共振频率（第二、三阶模态分别为0.6 Hz和1.96 Hz）；
- 能量平衡：验证kr + kt ≤ 1，差值归因于耗散；
- 板位移量化：通过图像处理提取板尖端平均位移Δi，关联波浪耗散效率。

4. 主要结果
4.1 低振幅波浪下的反射特性
- 反射峰区：当0.6 < l/λ < 1.6时，kr达60%（图2a），而刚性板几乎无反射（图2c），证明柔性运动是反射的必要条件。
- 模态转变：l/λ增加时，板变形从单节点（图2b-i,ii）过渡到双节点（iii,iv），运动幅度递减；当l/λ > 1.6时，板几乎静止，波浪完全透射。
- 频率相关性：反射峰值对应f ≈ 2.5 Hz（f/f₃ ≈ 1.25），与第三阶模态共振相关。

4.2 高振幅波浪的非线性效应
- 耗散主导：波幅a₊ > 3 mm时，kr与kt均趋零（图3c,d），能量几乎被完全耗散；
- 构型重构：板尖端因波浪作用上浮至自由液面（图4a），形成类似海滩的碎波机制，Δi/d ≈ 1（d为浸没深度）时耗散效率最高（图4c）；
- 阈值特性：临界波陡（wave steepness）a₊/λ ≈ 10⁻²触发此现象，远低于碎波极限。

5. 结论与价值
科学意义：
- 首次实验证明单端固定弹性板可通过柔性运动高效反射波浪，填补了该构型下波-结构相互作用的知识空白；
- 揭示了非线性条件下板构型自发重构（reconfigurable）导致的能量耗散机制，为波浪能转换器设计提供新思路。

应用价值：
- 海岸防护：柔性板反射特性优于刚性结构（如Stamos & Hajj 2001的结论），可优化防波堤设计；
- 波浪能捕获：板的被动调谐能力（如高波幅下自动切换至耗散模式）提升设备在复杂海况下的适应性。

6. 研究亮点
- 方法创新：结合纹影成像与模态分析，实现波浪场与板运动的高精度同步测量；
- 现象发现：首次报道弹性板通过构型变化实现全波段波浪耗散，突破传统线性理论预测；
- 跨学科启示：结果对流体力学、海岸工程及可再生能源领域均有启发。

7. 其他价值
- 实验数据为后续数值模拟（如Shoele 2023的混合能量捕获模型）提供验证基准；
- 提出的波陡阈值（a₊/λ ≈ 10⁻²）为非线性波-板相互作用研究设立量化指标。

（注：全文约1500字，严格遵循原文数据与逻辑，未添加非文献内容。）