香港附近海区台风波浪的波群统计分析

根据香港附近海区１９８５，１９８６年两次台风大浪的实测资料，以有效波高为相应水平，对波群作统计分析，得出可供海洋工程参考的波群连长、波群重复长度、波出现频率以及波群中最大波高与有效波高的关系等。并将统计值与理论值作比较，结果表明：统计值大于“连”的理论值，而与包线理论中采用合田修公式的计算值相近。     

胶州湾波群的统计分析

本文根据胶州湾的自记波浪记录,对波高超过有效波高的波群作了初步的统计分析。统计的内容包括波群的连长及其频率、波群的重复长度、波群出现的频率。波群中的最大波高等。并将统计值和理论值进行比较,说明实测统计值大于理论值,表明自然界波群长度比理论值长。文章还根据现场资料计算谱宽度ε,谱峰尖度Q,波群的平均连长j_1,并讨论了谱峰尖度Q与谱宽ε、平连长j_1之间的关系。     

波高非线性概率分布高阶谱数值模型研究

由于波浪的调制不稳定以及非线性波-波相互作用等因素的存在，波浪的分布会偏离线性假设下瑞利分布的结果。通过使用高阶谱模型对不同初始条件下波浪数值模拟。对统计得到的波高与线性理论下的瑞利分布和考虑非线性下改进的埃奇沃思-瑞利（MER）分布和依据Gram-Charlier展开的分布（GC分布）进行对比。结果表明，深水条件下波浪传播过程中偏度值变化较小，而峰度值出现增长。在较小有效波高值的波况下波高分布符合瑞利分布，但随着有效波高值的增加，波浪的非线性增强，波高分布与考虑非线性影响下的GC和MER分布结果相符。宽谱下的波高分布偏离瑞利分布的程度小于窄谱的情况，波高分布更接近瑞利分布的结果。     

风浪波群中波高分布研究

在实验室风浪槽中观测风浪,发现波群连长是影响波群中波高分布的重要因素,随着波群连长增大,波群中波高分布信息熵增大。当以平均波高无因次化,连长较大时波群中波高累积概率明显大于连长较小时情形。波群中波高分布受谱宽度影响。当谱宽度增大,波群中波高累积概率降低。谱宽度和波群连长对波群中波高累积概率的影响相当。引进体现波群特性的1个无因次化波高参量研究波群中波高累积概率。     

海浪波群波高的统计分布

本文根据Rice和Longuet-Higgins提出的波群包络线统计理论,导出了波群包络线最大值和波群波高的统计分布.只要计算出海浪谱及各阶矩,便可由海浪波高得到波群波高,本文应用截断的P-M谱计算得到了理论分布曲线,并用外海和实验室资料进行了比较.     

实测混合浪波高分布特征值分析

把实则混合浪波高分布特征值Ｈ１／１０＾－Ｈ和Ｈ１／２＾－Ｈ与由瑞利分布得到的波离分布相应特征值（称理论值）比较,发现两者的差值与混合浪中涌、风浪波高之比有关。当比值较大时,实测混合浪波高分布特征值大小理论值;比值较小时,接近理论值。无因次波高的经验频率和理论频率以及平均波高的变化趋势都与比值大小有关。     

波群间相互作用对波高分布的影响

本文研究波群间的相互作用对波高分布的影响。结果表明,波群间的非线性作用会导致波高分布偏离线性条件下的分布。在小波高、中波高范围内,波群间的非线性相互作用会使得波高分布高于线性条件下的分布,在大波高范围内会使得波高分布低于线性条件下的分布;非线性情形下波高分布高于和低于线性情形的转折区域在1.0～1.5倍平均波高处。实验结果与理论结果相符,并引入1个参量以反映波群间非线性作用对波高分布的影响程度,在连续谱情形,该参量相当于谱峰右侧与左侧的面积比。本文结果表明谱形与平均波陡同是影响波高分布的重要因素,在波高分布的研究中,谱形参量应作为被予以考虑的重要参量。     

规则波作用下簇状沉水植物群消浪特性实验

在理论分析的基础上通过物理模型实验探究了规则波与簇状沉水植物群的相互作用。结果表明,植物群沿程波高衰减规律在多数情况下与Kobayashi指数形式和Dalrymple幂函数形式波高衰减理论模型吻合较好,少数情况下波高衰减集中在植物群后半部分,与上述理论模型并不一致。在植物淹没度等于0.4条件下,植物群沿程波高出现较多壅高现象,且相对壅高值随入射波高的增大而减小;植物群的规则波透射系数变化情况与入射波周期、相对波高、植物淹没度以及植物分布密度等因素相关。当入射波周期等于1.0 s时,透射系数随相对波高的增大而减小,周期大于1.0 s时,透射系数随相对波高的增大出现较强的波动性。本文提出了规则波透射系数与水动力因素及植物因素之间的关系式,得到了近岸簇状沉水植物群消浪特性的基本认识,为采用近岸植物消波护岸提供一定的理论依据。     

挪威沿海的设计波高

本文系统地阐述了设计波高的三种通用方法;分析了常用公式H=H_s (1/2 lnN)~(1/2)中N和τHs的合理取值;应用波浪后报的波高资料,进行了全方向和分方向的极值波高统计,提出了在资料足够时(m≥20年),应该采用分方向的极值波高统计以替代惯用的、不分波向而把每年的最大波高取来进行统计计算的全方向极值波高统计,这样得出的设计波高既合理,又安全。最后,文章给出了挪威沿海水域的最劣波向及其相应的设计波高值。     

南沙海区风浪分析与计算

根据南沙海区风浪实测资料,阐述了南沙海区波高的分布规律。应用相关分析法,通过多元回归计算,得出波要素与风速、风时之间的关系。对波高、波周期的相互关系作了统计分析并利用永署礁海洋观测站1990年1～7月的实测资料对计算结果作了验证。结果表明,南沙海区波高、波周期的计算值与实测值基本吻合。     

Statistics of Wave Crest Characteristics

The statistical distribution of wave crest characteristics such as crest length, crest height, joint crest height and length are analyzed based on numerical simulation of 3-D random waves. The effects of directional functions and wave crest defining methods on crest characteristics are also studied.The results show that wave crests are no longer uniform and continuous in directional wave field; the distribution of crest length is obviously influenced by the directional function; the statistics of crest characteristics obtained by the two different methods are almost the same.     

1988-2002年黄海和渤海风浪后报

本文对黄海和渤海风浪开展长期后报实验,时间范围覆盖1988至2002年,并分析相应的区域波候特征。首先,模式输出的月平均有效波高和卫星数据比对一致。其次,我们讨论了气候态月平均有效波高和平均波周期的时空分布特征。有效波高和平均波周期的气候态空间分布都呈现出西北-东南、或由近岸向深水区增加的趋势,这种空间的分布特征和局地的风强迫和水深密切相关。同时,海浪参数的季节变化也较显著。进一步,我们统计分析了风场和有效波高的极值,给出并揭示了黄海和渤海多年一遇有效波高的空间结构,并讨论了有效波高极值和风强迫极值之间的联系。     

印尼ADIPALA海域较长周期波浪统计特征分析

对印尼ADIPALA海岸观测的较长周期波浪数据进行了统计分析,给出了不同统计波高特征值之间的关系以及统计特征周期和相对水深的关系;并就波浪统计中的波高分布,采用威布尔分布形式进行拟合,得到波高累积分布;给出了最大波高计算公式,可为工程设计提供参考。     

孤立波特性的实验室模拟

孤立波是浅海水域中经常出现的一种波动现象,常用来描述海啸和风暴等引起的巨浪以及波长较长的表面波的某些特性。采用"水体瞬间坍塌"的方法产生孤立波,在二维波浪水槽内进行系列实验。实验结果表明,产生的孤立波波高与水深之比可达1.29;箱体宽度及箱内水体高度对波高影响较大;得到孤立波波高计算公式,可较好地反映孤立波波高与箱体宽度、水深和箱内水体高度之间的变化关系,并给出了公式的适用范围。     

三阶海浪波高分布及其应用

在三阶海浪非线性波高分布模式的基础上，引进描述分布函数结构形式的重要统计量，即概率分布的离差系数与偏差系数。给出这两个统计量与非线性控制参数之间的解析关系式，从而给出了反映风浪不同状态下的波高分布特征。与传统的瑞利分布相比，本文的结果有更广泛的实用意义。并把理论结果应用于黄河口波浪统计学的研究。     

Short-term statistics of waves measured off Ratnagiri,eastern Arabian Sea

The short-term wave characteristics are required for design and operation of industrial facilities within the coastal areas. Water surface displacement measured using waverider buoy moored at 13 m water depth in the eastern Arabian Sea off the west coast of India have been analyzed to study the short-term statistics of waves covering full one year period. The study indicates that the values of the observed maximum wave height as a function of duration are not consistent with the theoretical expected value. There is significant variation (1.29–2.19) in the ratio between highest 1% wave and significant wave height compared to the theoretical value of 1.67. The data recorded at 13 m water depth indicates that the significant wave height is ∼8% lower than that predicted by the conventional Rayleigh distribution. The theoretical bivariate log-normal distribution represents the joint distributions of wave heights and periods for the study area.     

Return period and risk calculations for ocean wave energy applications

The statistical behavior of wave energy at a site strongly depends on the wave characteristics. Wave energy converters fail to produce energy when there are no sufficiently available wave heights. Hence, evaluation of return periods and risk values of the minimum wave height becomes important for wave energy studies. A time index representing the minimum wave height is proposed here for ocean wave applications. Persistence plays a significant role in the calculation of return period and risk. Although ignoring the serial independence makes calculations easy, it leads to overestimations of the real status. In this paper, return periods and risk values are compared with each other by taking into consideration independent and dependent situations. Application of the study is achieved for the stations located in the Pacific Ocean and Gulf of Mexico.     

响水近岸海域波浪特性研究

基于响水波浪站累计一整年的现场观测资料，分析了波高和波周期的年内变化特性，研究了波浪的统计特性和波谱特性，并总结归纳了该海域各特征波要素之间以及各波谱参数之间的转换关系。结果显示:响水海域全年有效波高的变化幅度在0.10~2.80 m之间，年平均值为0.56 m；最大波高的变化幅度在0.15~5.58 m之间，年平均值为0.93 m；平均波周期的变化范围为1.91~9.02 s，年平均值为3.90 s。夏季大波高发生频率明显要小于冬、春季节，波浪季节性变化较为显著。就波高和波周期分布而言，通过拟合得出的Weibull分布较为适合本海域实测波高分布和波周期分布。波谱特性方面，本海域双峰谱占到总数的62.5%，且低频谱峰值普遍高于高频谱峰值，其中低频谱峰出现在0.04 Hz左右，高频谱峰则出现在0.15~0.20 Hz之间，分别为本海域涌浪和风浪所集中的频率区间。采用回归分析方法进一步分析了各特征波要素之间以及各波谱参数之间的关系，发现多数波参数之间存在显著的相关性，但受波浪浅水变形影响，各参数之间的比值与理论深水关系有所区别。本文的研究成果可为沿海建筑物的设计以及防灾减灾提供参考和依据。     

波峰特征量的统计分布

本文在作者另文数值模拟得到的三维海浪基础上 ,进一步分析给出了三维波峰长度、高度及方向角度等特征量的统计分布。发现考虑海浪的方向性质后波峰分布不再是均匀连续的 ;波峰的长度分布受方向函数影响 ,方向分布越宽 ,波峰的平均长度越短 ,波峰的方向角分布越宽 ;波峰高度和长度在波峰高度较小时有很大的相关性 ,而在波峰高度很大时无关