海浪周期若干问题研究

发布时间：2020-08-06 14:52

【摘要】： 海浪要素(如波高、周期)是工程设计普遍关注的重要环境条件,特别是有效波高和有效周期是至关重要的设计波要素。目前,在海洋工程环境条件计算中越来越盛行利用海浪数值模式计算海浪要素。当前国际上流行的海浪模式SWAN、WAVEWATCH可以直接输出有效波高,但不能直接给出有效周期,给出的特征周期为积分海浪谱得到的平均周期。关于有效周期与谱峰周期的关系前人已有一些研究结果,但对于谱平均周期与有效周期的关系尚无可供工程实际应用的关系式。另外,近岸海洋站和大洋波浪观测资料都表明,纯风浪和纯涌浪出现的几率均小于混合浪,而混合浪多数情况下为双峰谱和多峰谱。因此,对双峰谱型海浪进行周期问题的研究是具有十分重要的意义的。其次,随着航天技术的发展,用卫星高度计资料反演海浪周期也逐渐成为人们常用的一种方法。人们利用卫星高度计资料反演海浪周期的方法不尽相同,但是无论是哪一种方法都没有给出一个直接的或有效的所反演海浪周期与海浪有效周期的关系。 本文针对上面提到的三个问题,首先利用现场观测波面数据、实验室风浪槽观测数据和由文氏谱及JONSWAP谱生成的模拟数据,研究了有效周期与谱平均周期、谱峰周期与谱平均周期以及有效周期与谱峰周期的关系,通过数据拟合给出了相应的关系式。研究发现,有效周期与由谱的负阶矩计算的平均周期之间的关系更加稳定,并且有效周期与负2阶矩计算的平均周期几乎相等,均代表了海浪主导波对海浪平均周期的贡献。然后采用足够多的模拟混合浪数据,利用管长龙等(1996)提出的双峰谱的表示方法,将双峰谱型海浪谱分解为低频部分和高频部分的叠加,分别统计低频部分和高频部分对应的海浪的有效周期,以及叠加后的合成浪的有效周期。考虑理论上可能的关系式,将结果对比,找出了最为合理的一个关系表达。其次,本文还提出一种利用卫星高度计资料反演海浪有效周期的方法。并将由这种方法计算出来的海浪有效周期与由浮标资料计算得到的有效周期值进行比较,来检验这种方法的有效性。结果表明,比起涌浪作用明显的海域,这种方法更适合于风浪浪况的海域。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：P731.22
【图文】：

0峰，因为这需要无限大的表面张力的支持。为了解决这个问题，G6）对此类谱代表的波面作时间滑动平均（仅适用于固定点海浪及：/ 2/ 21( ) ( )t Tt Tt t dtTζ ζ+ =′ ′∫ 为平均尺度。经上述滑动平滑之后的波面 ζ (t )的谱 S (ω )（称为平矩便存在了。上式所示的平均，在频域上等价于将 ζ (t )的谱 S (ω )数，即：2S (ω ) = S (ω )V (T ω)， （求0～3阶谱矩） 4S (ω ) = S (ω )V (T ω)， （求4阶谱矩） V (T ω ) = sin(ω T / 2) /(ω T/ 2)

海浪周期若干问题研究155°51'01"W）、（46°03'00"N 131°01'12"W）、（57°03'02"N 177°34'35" W）、（37°59' 00"N 129°59'49" W）、（23°25'55"N 162°12'28" W）、（17°11'28"N157°46'52"W）、（19°13'16"N 160°49'17" W）。如图 24.所示。上述配准后的14组浮标中，其中有三组位于墨西哥湾，有三组位于夏威夷海域。墨西哥湾为半封闭型海域，研究发现，常年以来，这一海域的涌浪谱能量很少超过总能量的15％，属于风浪占优势的海域；而夏威夷海域涌浪作用明显，夏威夷大学近年的研究表明，此海域存在一个由北太平洋传来的冬季风暴的涌浪场，特征波高大约为8～15ft，特征周期为10～17s。因此，这里将这种新算法分别用在这两个海域，也可以检验此方法对涌浪的适应性。

浮标44004处反演有效周期与浮标计算有效周期对比

【引证文献】

相关期刊论文 前2条

1 李静凯;周良明;李水清;;TOPEX高度计数据反演北太平洋海浪周期[J];海洋通报;2012年03期

2 王彩云;何志毅;;海面波动对无线光通信的影响[J];计算机应用;2011年S1期

本文编号：2782563