分析海浪方向谱的EEV方法的一种迭代形式

将Pawka为改进最大似然方法（MLM）而提出的迭代方案应用于扩展本征关方法（EEV），作为EEV的一种迭代形式（IEEV）。用模拟数据检验了IEEV的合理性，并与EEV作了比较。计算结果表明，IEEV的估计性状较EEV有改善。最后将IEEV及EEV用于分析仪器阵列的外海观测数据。     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法

采用Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ形式的方向分布函数作为已知谱，用模拟数据检验了作者是所提出的估计方法ＥＥＶ合理性，并与扩展最大似然方法（ＥＭＬＭ）及Ｌｙｇｒｅ等（１９８６）的最在熵方法（ＭＥＭ）作了比较，在验证和比较中，使用纵摇－横摇浮标，星形阵形和ＣＥＲＣ阵列作为复合阵列，计算表明，ＥＥＶ优于ＥＭＬＭ和ＥＭＥ。最后将ＥＥＶ和ＥＭＬＭ两种方法应用于仪器阵列的外海观测数据，得到了比较合理的海浪方向     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法Ⅰ.方法的导出

基于交叉谱矩阵可以按本征值划分为信号和含有噪音部分的思想，提出了一种自直接测量数据估计海浪方向谱的方法。该方法称为扩展本征矢方法（EEV），可应用于单点测量系统、仪器阵列以及由二者构成的复合阵列。现有的某些估计方法（如最大似然方法及其扩展形式等）仅是此方法的某种特例。     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法：I.方法的导出

基于交叉谱矩阵可以按本征值划分为信号和含有噪音部分的思想，提出了一种自直接测量数据估计海浪方向谱的方法。该方法称为扩展本征矢方法（ＥＥＶ），应用于单点测量系统，仪器阵列以及由地者构成的复合阵列。现有的某些估计方法（如最大似然方法及其扩展形式等）仅是此方法的某种特例。     

海浪方向谱估计方法的比较

分别利用数值模拟和实测资料对目前被认为分辨力较高的最大似然法(MLM)、扩展本征矢方法(EEV)、扩展最大滴方法(EMEP)以及贝叶斯方法(BDM)等四种海浪方向谱估计方法的可靠性进行了分析,从不同频率、不同噪声水平和不同方向集中度三个角度检验其再现性、稳定性和实用性,结果表明MLM、EEV和BDM大致给出相同的方向分布,其中BDM的再现性最好,但实用性逊于MLM和EEV,EMEP由于稳定性差,不适用于实测资料的分析.     

风浪方向分布模式的比较

本文对目前常用的几种风浪方向分布模式进行了分析对比，进而根据由浪高仪阵列和ＥＮＤＥＣＯ９５６测波浮标在我国各海区测得的风浪方向谱，从波能方向分布、方向累积分布、方向分布的峰值和标准差四个方面，与光易恒、Ｈａｓｓｅｌｍａｎｎ和Ｄｏｎｅｌａｎ等分别由观测得到的经验方向分布以及文圣常等由解析方法得到的风浪方向谱进行了比较，结果表明：Ｄｏｎｅｌａｎ分布与实测结果比较一致，文圣常谱也较接近。此外，笔者在渤海由仪器阵列实测方向谱拟合得到的方向分布（改进的光易模式）与各地实测资料也比较符合。     

现场ηUV、PUV和UV波浪方向谱估计方法及比较

波浪方向谱的现场观测和谱估计方法是海洋动力研究的重要基础课题之一。本文依据不规则线性波理论，推导了ηＵＶ、ＰＵＶ和ＵＶ方法方向谱计算式，并利用η和ＰＵＶ实测数据进行了方向谱估计，同时比较了各种模式优劣，为现场波浪观测提供依据。     

某些ENSO指数的比较

为了诊断研究ENSO现象,海洋学家和气象学家提出了许多不同类型的指数。对各种不同类型的指数进行分析比较是非常重要的。本文选取4个指数(ENI、RI、SSTI和TDI)用最大熵法(MEM)和自相关函数的傅里叶变换法(FTA)分别计算了它们的功率谱和两指数相互间的协谱、正交谱和凝聚谱,对它们进行了比较。     

四种典型方向谱模式在渤海海域的应用

本文根据仪器阵列测量和“956”测波浮标获得的风浪个例方向谱资料,从总能量的观点出发,比较和检验了Mitsuyasu、Donelan、Hasselmann由观测得到的风浪方向谱以及文圣常等由解析方法得到的理论风浪方向谱.从而得到Mitsuyasu方向谱与渤海海域充分成长状态的实测风浪方向谱吻合程度最好.Donelan和理论风浪方向谱与风浪所有成长状态的实测结果比较一致,尤其与风浪的初始成长和成长状态的实测结果一致程度为最好.     

海浪双峰方向分布的一种物理解释

用 １８个波高计组成的直径为 ４０ｃｍ的圆形阵列在大型风浪槽内系统地测量了风浪和涌浪方向谱。用两种分辨力较高的方向谱估计方法最大似然法（ＭＬＭ）和贝叶斯方法（ＢＤＭ）分析的结果表明：风浪高频域出现的依赖于估计方法的双峰方向分布是一种物理假象;在较成长的涌浪低频域,得到跟传播方向对称、两峰间隔大约６０°－９０°非常规则的双峰方向分布,它跟频率和涌浪的成长状态有关,而跟估计方法无关,这种现象可以用非线性波－波相互作用过弱,在不同方向之间不能有效传递能量来解释。     

1156测波仪资料的外方向谱计算方法研究

基于海浪的外观特征提出了一个用1156测波仪资料计算海浪外方向谱的方法，并与S4测波仪同步资料的海浪外方向谱进行了比较，得出1156外方向谱、S4外方向谱和1156方向谱三者主波向的一致性在80％以上。两种外方向谱的谱图也极为相似。1156海浪外方向谱80％能量展角大于S4海浪外方向谱80％能量展角，这可能与1156测波仪受海面风和表层流影响较大有关。分析说明1156与S4的海浪外方向谱其代表性都是可以肯定的，且方法简单、实用，很有必要与直接观测的外方向谱进行比较，以确定这种计算方法的实用价值。     

水下压力阵列的测波方法

本文介绍了ＨＤＬ—２１７６底压式测波仪的基本特性，给出了水下压力阵列进行波浪方向谱估计的数据计算方法。     

海浪方向谱的现场观测与分析

方向谱是海浪的基本性质之一。本文在国内首次采用测波仪阵列法在渤海采油平台上成功地观测到海浪方向谱，给出了当地随波浪成长而变化的方向谱表达式。观测前采用数模和模型试验方法，对阵列的布置型式、测波仪间距和平台等对观测结果的影响，以及现有各种方向谱分析方法的精度等进行了对比分析，为提高观测精度，保证方向谱分析的质量提供了依据。     

不规则波下船舶运动响应特征数值分析

针对不规则波浪作用下Wigley型船的运动响应问题进行了系统的研究,采用统计学方法深入探讨了船舶不规则运动幅值和响应周期的分布规律,并通过傅里叶变换对船舶运动响应进行了频谱特征分析。结果表明,船舶横摇方向与升沉和纵摇方向随机运动的响应特征有显著差异。在升沉与纵摇方向,波浪谱峰频率远离自振频率,前十分之一大振幅运动对应周期离散性较小,基本稳定在波浪谱峰周期附近,但小振幅运动周期分布离散性较大,频谱分析指出船舶升沉与纵摇运动响应频谱在波浪谱峰频率附近出现明显峰值。而在横摇方向,波浪谱峰频率与自振频率相耦合,不同振幅的横摇运动响应周期均稳定在自振周期附近,且周期离散性较小,频谱分析也表明横摇运动响应频谱主要集中于船舶运动自振频率附近。     

海洋水文多参数测量仪确定主波向的方法和应用

海洋水文多参数测量仪是南海海洋研究所新研制的一种可以同步测量海流、波浪、潮位、水温、电导率的仪器,利用同步观测压力和矢量流速估计海面方向谱的方法（PUV方法）可以计算得到海面方向谱,进而求得主波向。利用该仪器现场实测数据与荷兰MARKⅡ型“波浪骑士”方向浮标观测资料进行对比分析,表明两者的主波向吻合性好。     

由压力、流速估计波浪方向谱数据处理方法

通过现场观测水底压力和矢量流速，可以估计海面波浪方向谱，此方法称为ＰＵＶ法。本文由不规则线性波浪理论和洪广文［２］方向谱概率模式结合导出ＰＵＶ估计谱的计算式，并针对实测数据受到干扰的问题、依据相关理论与经验，提出了谱估计的数据处理与修正方法     

不规则波折射的数学模型

本文对光易型方向函数中的集中度参数Ｓｍａｘ进行了推算，得到了在不同底坡和入射角情况下，Ｓｍａｘ～ｄ／（Ｌｓ）。的关系曲线，从而较合理地给出了浅水区域的方向谱Ｓ（ｆ，θ）。本文用谱分量的线性迭加法建立了不规则波折射的数值模式，计算了具有各种理论方向谱的不规则波在平行直线状等深线海滩上的折射。其结果得到了不规则波折射系数ｋｓｒ的计算图。将所得的结果与用正弦波求得的值作了比较。另外，本文还探讨了方向谱的分割数与不规则波折射计算精度的关系，并对如何节省计算机时作了研究，从而确定了频率和方向的最佳分割数。     

海浪方向谱阵列资料实例分析

根据傅氏级数展开法和贝叶斯方法,对现场获得的阵列资料进行了方向谱实例分析。结果表明,实测风浪方向谱能量的相对分布与相应的波场类型密切相关。涌浪和由稳定风场引起的风浪方向谱各组成波能量相对于方向呈单峰对称分布。大风引起的风浪方向谱能量的相对分布,虽也近似为单峰,但对称性差。不同波场类型的风浪方向谱各组成波的谱密度极值方向不同,表明不同频率的组成波有不同的主方向。     

海浪方向谱阵列资料实例分析

根据傅氏级数展开法和贝叶斯方法,对现场获得的阵列资料进行了方向谱实例分析,结果表明,实测风浪方向谱能量的相对分布与相应的波场密切相关,涌浪和由稳定风场引起的风浪方向谱各组成波能量相对于方向呈单峰对称分布,大风引起的风浪方向谱能量的相对分布,中也近似为单峰,但对称性差,不同波场类型的风浪方向谱各组成波的谱密度极值方向不同,表明不同频率的组成波有不同的主方向。     

实测海浪方向谱的统计特征

本文根据仪器阵列测量和“９５６”测波浮标获得的个例方向谱资料,分析了不同波场类型的实测方向谱形状;计算了海浪能量相对于方向和频率的实际分布;结合实测的风要素,探讨了由台风边缘大风和寒潮大风引起的风浪峰频组成波方向与风向的对应关系。