均匀介质n维随机波动的空间结构

研究了均匀介质中n维随机波动的空间结构.导出了外观振幅、波数和相位的联合分布,据此分布,所有与空间有关的波要素的统计分布皆可导出.定义了外观波数谱并得到了其平衡区指数的上界为一(n+2).二维时,海浪外观波数谱平衡区指数的上界与Phillips通过动力学分析导出的Fourier波数谱平衡区指数完全一样.     

均匀介质n维随机波动的空间结构

研究了均匀介质中ｎ维随机波动的空间结构．导出了外观振幅、波数和相位的联合分布,据此分布,所有与空间有关的波要素的统计分布皆可导出．定义了外观波数谱并得到了其平衡区指数的上界为一（ｎ＋２）．二维时,海浪外观波数谱平衡区指数的上界与Ｐｈｉｌｌｉｐｓ通过动力学分析导出的Ｆｏｕｒｉｅｒ波数谱平衡区指数完全一样。     

外观海浪谱的比较和验证

不同于通常意义下的海浪谱(以下简称为“内频谱”),外观海浪谱描述的是海浪能量随外观频率的分布,它可以依据表征海浪外观统计特征的波高与调期联合分布从理论上确定.本文在Huang、孙孚等已有工作的基础上,对外观海浪谱进行了较为深入的研究.首先,纠正了Huang等论文中的某些错误,并将Huang、孙孚等据不同的联合分布导出的外观海浪谱进行比较;然后,分别计算这两种外观海浪谱的前三阶矩,并与内频谱的矩进行比较;最后,用实验和现场资料对从理论上导出的外观海浪谱进行验证.结果发现,当谱宽度v≤0.3时,外观海浪谱矩与内频谱矩差异很小,理论谱形与实测结果也非常接近.因而,在实际问题的应用中,若谱宽度不大,则就可以用本文讨论的外观海浪谱去替代目前从理论上尚不能得到的通常意义下的海浪谱.     

数值模拟波浪的外观海浪谱

近十几年来,波浪的数值模拟已在国内外进行了深入研究,并得到了广泛的应用。本文拟由电子计算机产生的人为数字——模拟波面,估计出模拟波浪的外观海浪谱。计算表明,数值模拟波浪的外观海浪谱也具有与实测海浪的外观海浪谱类同的一个特征,即,它们各自的外观海浪谱与靶谱在谱形上颇为相近。因此,又从另一个侧面证实,     

海浪外观统计与内部结构关系的数值研究

基于数值模拟的三维随机海面,从时间域和空间域两个角度对海浪的外观特征和内部结构间的关系进行了研究,得出了一些在工程应用上有参考价值的结果.文章认为,将波面看作是若干随机正弦波叠加的海浪结构模型,用于描述平稳、均匀和窄谱的海况时,其频谱分析结果与外观统计结果基本上是一致的;但是,当海面处于谱宽度较大的风浪或混合浪状态时,一些频谱分析结果必须经过修正才能应用.同一海况下,海面波动的时间过程和沿主波向的空间分布是明显不同的.当海面有突发性大浪时,外频谱能够很好地反映不平稳海况,而频谱则把这种不平稳性平滑了.文章着重讨论了波长和波陡的计算、频谱和外频谱的差异.     

海洋白浪覆盖率模式的研究

在波面位移为均匀正态分布的假定下,导出以海浪谱矩为参量的波面斜率分布函数,依此函数,利用极限波面斜率为波浪破碎判据导出依赖于海浪谱四阶矩的白浪覆盖率的表示式,又通过Ｋｒｙｌｏｖ谱和ＳＭＢ海浪预报方法的经验公式,将海浪谱四阶矩代之以风要素,从而首次建立了一个依赖于风速和风区两者的半理论,半经验的海洋白浪覆盖率模式,此模式给出了结果与Ｍｏｎａｈａｎ汇集的海洋白浪覆盖测量数据符合颇佳。     

海浪周期关系的研究

本文利用现场观测数据、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.     

海浪初始谱误差演变初步分析

为了分析海浪初始场误差对于短期预报的影响,导出了海浪谱能量平衡方程的初始扰动谱线性演化方程,据此分析了数值实践中扰动谱的增长和衰减过程;在特定条件下,将初始扰动谱线性演化方程做了简化,依此考虑扰动谱持续时效问题。分析结果表明,初始谱误差是以指数形式增长或衰减的,即使在衰减情况下。持续时效也至少有1～2d的量级,初始场精度是影响海浪短期预报准确度的一个重要因素。     

高频波浪的测量与谱分析

为了解高频海浪的特征,通过在实验室风浪水槽中进行实验测量,获取了风浪高频部分的数据.实验采用直径为 0.2 mm 的细钽丝作传感器,采样间隔为 0.005 s,每组采集 30 000 个数据,以获得对波浪高频部分的更多的信息.通过分析,得到了高频风浪谱参数及其平衡域的特性,并提出次峰现象可能是采样速率过低、因计算方法造成的假象,并不是海浪特有的高频现象.     

数值模拟波面外观海浪谱在计算浅水波要素中的应用

文中假定海面实际的海浪是由大小、周期、形状各异的一群外观海浪所组成,或者说是以外观海浪谱的外观表现来反映海面实际海浪的。还假定,每个外观海浪独立传播,独自受浅水作用,并不相互作用。据上述两点假定,作者提出了一种计算浅水波要素的方法。通过计算实例指出,在狂涛中,依本方法计算的平均波高比按我国“规范”方法计算的平均波高要偏低,而在狂浪以下海况中,则可能相反。应用本方法还可以得到一些“规范”方法无法得到的结果——浅水处的外观海浪谱与破碎带。     

Outer frequency spectrum of sea waves and its equilibrium range

Ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｐａｐｅｒｄｅｆｉｎｅｓｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄａｐｐａｒｅｎｔｅｎｅｒｇｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｄｅｒｉｖｅｓｔｈｅａｎａｌｖｔｉｃａｌｆｏｒｍｏｆｔｈｅｓｏ－ｃａｌｌｅｄｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｏｕｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍｏｒｎｔｈｏｒｄｅｒａｐｐａｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍ．Ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｇｅｎ－ｅｒａｌｉｚｅｄｏｕｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍｈａｓａｎｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｒａｎｇｅｗｉｔｈａｎｅｘｐｏｎｅｎｔ（ｎ＋３）ａｎｄｔｈｅｕｐｐｅｒｌｉｍｉｔｏｆｔｈｅｅｘ－ｐｏｎｅｎｔｉｓ－３．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒａｒｅｕｎｉｖｅｒｓａｌａｎｄａｒｅａｐｐｌｉｃａｂｌｅｆｏｒａｎｙｏｔｈｅｒｗａｖｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｉｆｔｈｅｒａｙｔｈｅｏｒｙｏｆｗａｖｅｓａｎｄｔｈｅＬｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ，ｌｉｎｅａｒｒａｎｄｏｍｗａｖｅｍｏｄｅｌａｒｅｅｘａｃｔｅｎｏｕｇｈｆｏｒｔｈｅｉｒｄｅｓｃｚｉｐｔｉｏｎ．     

风浪槽内风浪外频谱谱形的一些特征

利用实验室风浪槽内测得的波面序列资料估计风浪外频谱。通过与实测风浪内频谱的比较,研究实测风浪外频谱的谱形特征,探讨海浪外频谱与内频谱的相似性问题。此外,还检验一种理论海浪外频谱。     

Outer wave number spectrum and statistical distribution of apparent wave number vector

Based on the ray theory and Longuet-Higgins’s linear model of sea waves, the joint distribution of wave envelope and apparent wave number vector is established. From the joint distribution, we define a new concept, namely the outer wave number spectrum, to describe the outer characteristics of ocean waves. The analytical form of the outer wave number spectrum, the probability distributions of the apparent wave number vector and its components are then derived. The outer wave number spectrum is compared with the inner wave number spectrum for the average status of wind-wave development corresponding to a peakness factor P = 3. Discussions on the similarity and difference between the outer wave number spectrum and inner one are also presented in the paper.     

Wave Reflection Coefficient Spectrum

1 .IntroductionWavereflectionfromstructuresisanimportantfactorforthedesignofthestructures .Therehavebeenmanyresearchesonwavereflectionwithregularwavesandmonochromaticirregularwaves .Miche( 1 951 )proposedanon dimensionalMichenumberMfornormallyincidentirregularwavesconsideringwavebreakingbecauseofthedeepeningofwavesteepnessontheslopeofbreakwaters .ThereflectioncoefficientisproportionaltoM ,i.e .,Kr ∝M =4g( 2π) 5/ 2tan5/ 2 α(Hsf2p) ( 1 )wheregisthegravitationalacceleration ,Hsthesignifican…     

以海浪波要素表示的外频谱形式

孙孕等（１９９４）提出了外频谱的概念,并推导出外频谱的理论形式,但其控制参量是由内频谱导出的,不便于实际应用,通过对实测海浪数据的分析,得到了控制外频谱的３个和内频谱有关的参量与波浪要素之间的关系,进而将外频谱表示以有效波高和有效波周期作为控制参量的形式,应用实测资料将本文得到的外频谱形式与理论外频谱进行了比较,发现二者符合良好。     

波浪反射系数谱的特征分析

应用斜向不规则波反射系数的改进两点法(MTPM),用模型试验研究了混凝土护面堤和块石护面堤波浪反射系数的频率谱和方向谱,结果表明,分析的反射系数随入射波频率的增加、结构坡度的减小和入射角的加大而减小.给出了波浪反射系数频率谱及其随Iribarren数变化的规律,提出了反射系数三维谱的经验公式,由此可定量地描述斜向不规则波的反射系数随无量纲特征参数Iribarren数和入射波角度的变化规律.     

Composite Type Wind Wave Frequency Spectrum

Based on the P-M spectrum and improved theoretical wind wave frequency spectrum, this paper presents the composite type wind wave frequency spectrum, which is given by 2 pieces and satisfies 4 conditions: the spectrum peak passes through a given point; spectral area m0 and significant wave height H have the relationship H = 4.0 ; at the piecewise point, the values of spectrum and slope are contin-