关于海浪ARMA模型的研究

本文研究了用ＡＲＭＡ模型描述海浪运动的数学模型。通过ＡＲＭＡ模型的参数估计，给出了描述海浪运动的ＡＲＭＡ模型，利用仿真数据进行了拟合检验。结果表明：本文提出的海浪ＡＲＭＡ模型是一种非常理想的数学模型，且适于在线递推运算，便于工程应用。     

现代海浪功率谱估计的改进算法

海浪谱是随机海浪的一个重要统计性质,它不仅包含着海浪的二阶信息,而且还直接给出了海浪组成波能量相对于频率和方向的分布。谱方法已经成为研究海浪及其有关问题的有力工具。文中主要参照现代谱估计中的THREE谱估计方法,对基于Kullback-Leibler度量的随机信号的功率谱估计方法中优化参数的求解算法进行了改进,并与基于Hellinger度量的谱估计方法进行了比较。通过数值模拟和谱分析证实基于这两种度量的功率谱估计算法都能有效地避免谱线分裂和谱峰偏移现象。     

非平稳海浪过程谱估计的研究

在常规海浪谱估计中，海浪被视为平稳随机过程。然而，对由风暴引起的波场，有限风区波场，以及受折射，变浅和底部摩擦影响的浅水波场，则不能被视为平稳(或匀质)的。在某种意义上，可以说将海浪过程视为平稳随机过程是由于缺乏在物理上有意义的，     

波谱仪调制功率谱估计算法性能的仿真研究

基于星载波谱仪海浪方向谱探测原理,仿真了不同海况、风速下的海浪波谱仪接收信号,并采用周期图法、Welch法、AR模型法以及最小方差法共4种不同的调制谱估计方法反演出海浪谱,比较各种调制谱估计方法的海浪方向谱反演性能。仿真结果表明:对于一定方位向下的一维海浪谱反演,不同调制谱估计方法反演海浪谱性能优劣没有绝对的顺序。对于二维海浪谱反演,在成长中海浪条件下周期图法反演性能最差,其他3种方法的反演性能没有绝对优劣顺序;对于成熟风浪,最小方差法在积分能量误差、有效波高误差两个指标上的反演性能最好,在主波波向、主波波长误差上,周期图法反演性能最差,其他3种方法没有绝对优劣顺序。在涌浪条件下,AR模型法反演性能优于其他3种方法。在不同海况下,随着波谱仪中心入射角的下降,反演性能会下降。基于这些仿真结果,本文推荐最小方差法作为充分成长海浪的海浪方向谱反演的调制谱估计方法,AR模型法作为涌浪海浪方向谱反演的调制谱估计方法。     

基于三阶斯托克斯波的谱估计及海浪数值模拟研究

为了拓宽建立深水非线性海浪频谱模型的研究途径,基于三阶斯托克斯波理论,提出了以改进的三阶斯托克斯波为组成波,以修正的自回归模型(AR)谱估计方法得到的估计谱(简称新谱)为靶谱的非线性海浪模型。通过基于模拟频谱和相位谱反演海浪波面高度时间序列(以下简称海浪时历反演方法)的谱比较方法验证了新谱的优越性,为从根本上解决精确评估海浪谱提供了技术支撑,对于增强未来掌控海战场具有重要意义。     

最大熵法与传统法海浪谱估计的比较

海浪功率谱是描述海浪波面随机过程的基本特征参数，它既可研究海浪能量相对于频率的分布，又可研究海浪波面对外表现的统计规律。因此，准确求出海浪频谱具有重要的实用意义。目前常用的海浪频谱估计自相关法和周期图法，它们都引进一些假设及某种权函数的主观意志。     

关于固定点波面海浪模型的理论研究

固定点波的海浪模型对研究船舶操纵与控制是十分必要的.皮尔逊(Pierson)在1952年最先利用谱来描述海浪并提出固定点波面的一种运动模型,即海浪模型^[1,2].     

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.     

随机海浪的列率谱分析研究

首次将列率谱分析的方法引入到随机海浪的研究。根据不同环境条件下实验室资料，对列率谱与频率谱进行了比较。结果表明，列率频对频率谱高频部分有明显改善，特别对二倍频含能段的分辨具有明显的优越性。另外，列率谱具有计算速度快、简单易行、分辨率高等优点。     

Ⅰ.随机海浪列率谱估计方法

首次将列率谱分析的两种谱估计方法：并矢周期图法和并矢相关法引入到随机海浪的研究。文中就不同环境条件下实验室资料，对两种谱估计方法进行了比较，结果表明：两种谱估计方法所得结果非常吻合。     

基于COS-2S模型的ADCP海浪方向谱估计

美国RD公司声学多普勒流速剖面仪(ADCP)使用的波向估计算法是迭代的最大似然算法(IMLM),IMLM可以准确估计出主浪向,但波向估计结果在主浪向以外其他方向上存在由噪声带来的能量分布,使得估计结果变得不准确。设计了基于COS-2S模型的波向估计方法,模型中只含有主波向,算法在准确估计主波向同时有效去除其他方向上噪声带来的能量分布。将一种混合遗传算法(HGA)代替遗传算法(GA)应用到波浪模型的参数求解中,HGA相对GA收敛更快,可有效找出全局最优解。仿真分析和实测数据表明,HGA和IMLM都能准确估计出波浪的主浪向,但HGA可有效去除主浪向以外其他方向上噪声带来的能量分布,HGA比IMLM更加适用于海洋各种噪声存在条件下的测量环境。     

海浪谱峰周期与跨零周期的一个经验关系式

从PM谱出发,推导出谱峰周期与跨零周期的谱关系式Tp=(5π/4)^1/4Tz≈1．41Tz;对海上实测海浪谱资料进行了分析,表明该式所给出的系数与统计值相当接近,较好地解决了由海浪谱直接获取谱峰周期所产生的谱稳定性问题。     

估计海表温度的1种简便方法

依据随机过程线性均方估计的正交原理,可由水文站获得的海洋要素估计工程点的海洋要素。利用1984~2003年的卫星海表温度(SST)数据将该方法用于估计海表温度,并对该方法产生的误差进行了分析,结果表明该方法比传统方法更能有效地减小误差;其意义在于可在陆地台站和工程点进行一段时间的同步观测,找出两者之间的相关系数,之后便可长期由台站气温估计工程点的海表温度。     

A Maximum-Entropy Method for Estimating the Spectrum

Based on the maximum-entropy(ME)principle,a new power spectral estimator for random waves is derived in the form of S～(ω)=a/8H~2(2π)~(d 1)ω~-~((d 2))exp[-b(2π/ω)~n],by solving a variational problem subject to some quite general constraints.This robust method is comprehensive enough to describe the wave spectra even in extreme wave conditions and is superior to periodogram method that is not suitable to process comparatively short or intensively unsteady signals for its tremendous boundary effect and some inherent defects of FFT.Fortunately,the newly derived method for spectral estimation works fairly well,even though the sample data sets are very short and unsteady,and the reliability and efficiency of this spectral estimator have been preliminarily proved.     

海浪谱型对最大波高估算的影响研究

无论是对于各种涉海水工建筑物的设计还是对于它们的防护而言,最大波高的预测都是非常重要的工作。目前常用的海浪预报模式多以相位平均模型为主,其能直接给出的计算结果是海浪谱,因此基于海浪谱给出合理的最大波高估算具有重要的意义。前人对波陡、谱宽等参数对最大波高公式的影响都有了较为清楚的认知,然而相关研究大多围绕单峰谱开展,尚没有考虑包括双峰谱在内的海浪谱型最大波高公式的影响。本文首先探讨了海浪谱对最大波高的影响特性,进而提出了海浪谱谱型的参数化定义,最后给出了考虑谱型因子的最大波高公式。     

近岸波浪折射-绕射-破波耗散联合模式的有限元数值研究

建立了近岸波浪折射-绕射-破波耗散的有限元数值模式。采用的有限元方法为改进的混合元法,其中外域开边界条件得到改进,内域有限元为伽廖金有限元。用理论解检验了所建立的数值模式,并将该模式应用到一个模型港湾。     

A Refined Method for Estimating the Annual Extreme Wave Heights at A Project Site

1 .Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ1ＴｈｉｓｗｏｒｋｗａｓｆｉｎａｎｃｉａｌｌｙｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＰｈ .ＤｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＣｈｉｎａ (ＧｒａｎｔＮｏ .2 0 0 0 0 4 2 30 8) . Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ.Ｅ ｍａｉｌ:ｘｕｄｅｌ@ｍａｉｌ.ｏｕｑｄ .ｅｄｕ .ｃｎ　　Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｌｉｋｅｌｙｅｘｔｒｅｍｅｗａｖｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓａｆｅａｎｄｃｏｓｔｅｆｆｅｃｔｉｖ…     

A Study of Bispectra in Relation to the Adequacy of Wave Spectral Model

In this paper.the characteristics of laboratory wind waves under various wind speeds and wat-er depths are studied.It is found that either the real or the imaginary part of the bispectrum can be relatedto the asymmetry of the wave profile,and the bicoherence is related to the ratio of nonlinear to linear wavecomponent.Occasionally,these two categories of nonlinear index lead to opposite inferences,because eachof them has its own significance and functions.The applicability of linear wave spectral model in oceanwaves becomes questionable only when strong nonlinearity is indicated by both of these two indexes.Thelinear spectral representation of wave fields does not necessarily become inadequate as water depth de-creases,and its appropriateness can be examined through the characteristics of the bispectrum.