由模拟波面统计分析波高－周期联合分布

阐述以实测或拟合海浪谱为靶谱，用等能量分割法作波面数值模拟，从而利用模拟波面统计分析波高（Ｈ）－周期（Ｔ）联合分布。对波候的Ｈ－Ｔ联合分布、长时段海浪连续记录的Ｈ－Ｔ联合分布以及风浪、涌浪和混合浪的Ｈ－Ｔ联合分布进行了讨论。结果表明，只要已知特征波高和周期，就可反演出模拟波面，进而估测Ｈ－Ｔ联合分布情况，这对了解与各种特征波高对应的周期问题及在海洋工程应用上有一定的参考意义。     

由模拟波面统计分析波高—周期联合分布

阐述以实测或拟合海浪谱为靶谱，用等能量分割法作波面数值模拟，从而利用模拟波面统计分析波高（Ｈ）－周期（Ｔ）联合分布，对波候的Ｈ－Ｔ联合分布，长时段海浪连续记录的Ｈ－Ｔ联合分布以及风浪，涌浪和混合浪的Ｈ－Ｔ联合分布进行了讨论，结果表明，只要已知特征波高和周期，就可反演出模拟波面，进而估测Ｈ－Ｔ联合分布情况，这对了解与各种特征波高对应的周期问题及在海洋工程应用上有一定的参考意义。     

浅水海浪周期与波高联合分布函数的确定

海浪周期与波高联合分布函数的研究,对于解决海洋工程中的许多问题是很重要的.     

江苏沿海波浪要素分布函数的确定

本文所用资料是由压力式测波仪测得,还选了海上四个站二个大风过程的资料,共择取80余段实测连续资料作统计分析。根据实测资料求得本海区浅水因子 H~*为0.10一0.20。在确定波要素分布函数时,假定其分布符合于 Weibull 曲线簇分布。即 F(P)=exp[-A(P)B]于本海区,从实测的波高资料知,拟合的 A、B 值随深度变化的范围都不大,故确定本海区坡高分布函数时可不考虑参量 H~*的变化,文中取 A、B 平均值。对波高的各阶原点距和中心距作了简单地讨论。也对波浪周期的分布作了讨论。最后,利用波高的分布函数讨论了①各种保证率波高间的关系;②部分大波的平均波高与平均波高间的关系。海浪是海洋动力学的重要组成部分,它对正确估算泥沙的搬运、合理开发和利用海洋资源、实施海洋环境保护等方面,均具有十分现实的意义。又,海浪本身是一种受制于多因素的相当复杂的自然现象,前人关于它的研究于本文所论海区是否适用?均有加以讨论的必要.     

关于波陡的特性

海浪的波陡能同时描述海浪的波高和波长的分布,故已成为合理计算海上建筑物作用力的可靠依据。本文在介绍波陡在实际中应用的同时,结合海洋开发(石油开发、波能开发)的需要提出将波陡换算成波高和波周期的函数,然后连同从天气图后报的海浪资料以及海浪的短期分布资料一起描绘出以波高、周期和波陡为参量的网络图,并确定了波陡在工程上选取的范围。本文还求取了各种特征波陡之间的换算关系,对波陡的某些特性进行了初步分析,阐明了波陡与波高、波周期之间的关系.     

海浪周期与波高的联合分布

依据线性海浪模式及波动的射线理论导出了周期与波高的一种联合分布,此分布与Longuet-Higgins(1983)得到的分布具有同等效益,但由此得出的波高分布仍为Rayleigh分布.     

风浪波高和周期的联合概率密度分布

本文采用有代表性的44008美国国家浮标站2003年1～3月实测的海浪谱密度资料,选取三次大风过程进行风浪谱分析。通过对实测平均海浪谱与PM谱、JONSWAP谱及Torsethaugen谱的比较,得到PM谱拟和最好。然后用国际上最先进的随机波分析方法,根据协方差矩阵的循环嵌套技术,以实测平均谱与PM谱为靶谱,对随机波面进行模拟。得到由模拟波面统计的特征值及估计的谱与实测谱结果极为相近,谱峰及谱峰频率都基本一致。说明利用模拟波面研究海浪具有代表性,它可以反映实测海浪的特征。利用Longuet-Higgins(1983)模型计算波高-周期联合概率密度分布,得到变换高斯过程计算的波高、周期联合分布与实测情况基本相同,更好地描述了波高-周期联合概率密度分布。     

海洋混合层深度时空分布及其与风、浪参数的相关性分析

本文应用一个经验证的全球尺度FVCOM海浪模型,模拟了2012年全球海洋海浪场的分布和演变,分析了海表面风场、海浪场与混合层深度的全球尺度分布及相关性。综合观测资料和模型结果显示,海表面10 m风速、有效波高与混合层深度的全球尺度分布随季节发生显著的变化,并且其分布态势存在明显的相似性。从相关系数的全球分布来看,海表面10 m风速在印度洋低纬度海区（纬度0°~20°）与混合层深度间有较强的相关性,相关系数大于0.5;有效波高与混合层深度间相关系数大于0.5的网格分布在北半球高纬度海区和印度洋北部。谱峰周期与混合层深度间在部分海区存在负相关关系,这些网格主要分布在低纬度海区（纬度0°~30°）。统计结果显示,有效波高、海表面10 m风速和谱峰周期与混合层深度间的平均相关系数分别为0.31、0.25和0.12。综合以上结果表明,有效波高较谱峰周期能更有效地表征波浪能对海洋上层混合的影响;相比于海表面风速,有效波高与混合层深度间存在更强的相关关系,其变化对海洋上层混合有更显著的影响。     

南麂海域海浪分布基本特征

根据１９６０－１９８９年南麂海洋站的实测风浪资料，分析了该海域的风浪特征，结果认为：这个海域的浪通常是混合浪，常见浪是三级波高的浪；海浪要素的均值分布比较平稳，极值具有不均匀分布的特性，本区的波高和周期的联合分布表明，波高在０．５－１．９ｍ，周期为４．０－６．９ｓ类型的浪在该海域出现频率最高，此外，引用最大熵谱方法找出了本区波高，周期和风速的主要变化周期，还讨论了台风浪的周期与最大波高的经验关系。     

未破碎变浅随机海浪的波高统计分布

利用青岛海洋大学海洋实验室现代化的大型水槽,设计进行了多种海浪强度下,由深水传入近岸不同坡度水底上的变浅随机海浪的模型实验,依据实验资料统计分析结果表明,对近岸变浅随机海浪而言,其波高分布不再符合Ｒａｙｌｅｉｇｈ分布,与ГЛУФОВСКИЙ的经验分布也有差异,它不仅与参量Ｈ＝Ｈ／ｄ有关,且与表征深水海浪的波形特征量Ｈ０／Ｔ０有关,并获得其经验关系,为实验应用变浅随机海浪的波高统计分布提供了可能。     

关于海浪的波高与周期及其概率分布的计算

研究实际海浪的波高与周期的概率分布在海洋工程建设中是十分重要的。已建立的有关它们的理论分布对分析海浪的特性虽然有很重要的作用,但往往理论分布与实际分布不完全相符;特别在工程上,实测海浪的统计特性仍是海洋工程设计中必不可少的基本依据。     

未破碎变浅随机海浪的波高统计分布

利用青岛海洋大学海洋实验室现代化的大型水槽,设计进行了多种海浪强度下,由深水传入近岸不同坡度水底上的变浅随机海浪的模型实验。依据实验资料统计分析结果表明：对近岸变浅随机海浪而言,其波高分布不再符合Ｒａｙｌｅｉｇｈ分布,与Глуховский的经验分布也有差异,它不仅与参量Ｈ＊＝Ｈ／ｄ有关,且与表征深水海浪的波形特征量Ｈ０／Ｔ２０有关,并获得其经验关系,为实验应用变浅随机海浪的波高统计分布提供了可能。     

Hilbert变换在海浪波高与周期联合分布函数中的应用

Longuet-Higgins(1983)[1]导出了波高与周期的联合分布函数,此分布函数虽然与实际数据符合良好,但存在很大的缺陷,如:由此分布函数得出的波高分布为形式较为复杂的非Rayleigh分布,很难应用于工程计算中。孙孚(1988a)[2]应用射线理论导出了一种波高与周期联合分布,虽然弥补了Longuet-Higgins的一些缺陷,但推导过程过于复杂。本文在窄谱假定下通过应用Hilbert变换方法得出新的分布函数并与前两者比较,表明Hilbert变换的方法不但简便,而且完全克服Longuet-Higgins的不足,可以方便的应用于工程计算中。本文也为Hilbert变换的方法在工程中的应用提供了理论依据。     

最大熵原理与海浪波高的统计分布

将自然界中普遍存在的物理规律──最大熵原理应用于海浪波高的统计分布研究,在两个外部约束条件下,导出了海浪波高服从Weibull分布。借此说明,Rayleigh分布用以描述实际海浪的波高有其物理上的必然偏差,作为一种经验分布经常使用的Weibull分布有着深刻的物理根源。并对依赖于水深的经验波高分布进行了可能的物理解释。     

基于Copula函数的波高与周期长期联合分布

基于二元copula函数构建波高与相应波周期的长期联合分布。以粤东汕尾海域最大波高与相应平均周期为研究实例,经分析获得以下结果:(1)经拟合优度检验优选的年最大波高与相应周期的边缘分布分别为皮尔逊三型分布和广义极值分布,二者之间的较优连接函数为Archimedean类的Gumbel-Hougaard copula函数;(2)同频率条件下年最大波高和相应周期联合概率分布的设计要素值高于单变量的设计值,其中波高设计值的差异略大于周期设计值;(3)同现重现期和联合重现期的设计值可作为海岸海洋工程建设中的设计波高和相应周期的上限和下限;(4)条件概率1表明,同频率下的年最大波高和相应周期的遭遇概率很高,其组合概率可作为工程建筑物损毁风险率。     

基于波高和周期双指标的福建海域海浪危险性分析

现行的海浪危险性评估方法仅以波高作为指标,没有考虑波浪周期对海上建筑物和船舶航行安全的影响。基于1979-2016年福建外海海浪数值后报结果,建立了基于周期的海浪强度和危险性等级划分标准,提出了基于波高和周期双指标的福建海域海浪危险性分析方法。结果表明,双指标下海浪危险等级分布结合了波高单指标下环状分布和周期单指标下带状分布的特点,以台湾海峡中南部海域海浪危险等级最高,闽南近岸海域海浪危险等级高于闽东和闽中海域,总体危险等级分布呈现南高北低的特征;双指标下的福建外海海浪危险等级分布比单指标考虑更为全面,不仅包含波高对结构物的影响还考虑了周期对浮式结构物和防波堤的作用,更加贴近真实情况下的海浪危险性特征。     

北礵岛附近海域夏季海浪波高-周期分布特征

利用2016年夏季(6-8月)北礵岛附近海域的实测波浪数据,统计分析该海域海浪的波高特征值,探讨各特征波高与平均波高及有效波高之间的关系,找出较适用于该海域的波高分布、周期分布以及波高和周期的联合分布.结果表明:该海域有效波高的平均值为0.73 m,最大值为2.96 m,平均周期的平均值为4.50 s;各特征波高与平均...     

混合浪波高的统计分布

从海上的实际观测资料看来,单纯的风浪或涌和混合浪(卽风浪和涌或不同来源的海浪相叠加)的被高分布规律有显著的差别。近来,国外某些海浪研究工作者曾分析了混合浪的分布规律,但所得的结果尚不能说明实际的情况。由于自然界中经常出现混合浪的现象,因而寻求它的分布规律不论在理论上或实际应用方面均有一定的意义。 本文拟对混合浪波高的统计分布规律及其实际应用问题进行分析与讨论。     

双峰谱型海浪的波高和周期分布

本文利用收集到的实测双峰谱型海浪过程资料，把这些资料以波高和周期的相关系数为参数分布５组，讨论每组双峰谱型下波高、周期的统计分布，并探讨了相关系数对波高分布和周期分布的影响。     

由模拟波面分析双峰谱型海浪的统计特征

采用目前国际上最新的随机波分析方法,由协方差矩阵的循环嵌套技术,对美国国家浮标44008站2002年6月一典型的双峰海浪谱资料进行谱分析.以实测平均谱为靶谱,对随机波面进行模拟.得到模拟波面估计谱与实测谱极为相近,谱峰及谱峰频率都基本一致.说明利用模拟波面研究海浪具有代表性,它可以反映实测海浪的特征.利用实测海浪谱密度,统计波特征量的周期概率分布,得到理论周期概率密度与估计周期概率密度分布相符较好,且与模拟波面的波周期分布也较好的一致.利用Longuet-Higgins(1983)模型计算了波高-周期联合概率密度分布.得到变换高斯过程计算的波高与周期联合分布与实测情况基本相同,更好地描述了波高-周期联合概率密度分布.