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。     

复合极值分布的参数估计及其在工程设计中的应用

在海洋工程、水利工程等建筑工程中，合理地确定多年一遇波高、洪水量等，对于建筑物设计的安全和造价问题是十分重要的。兼顾安全和费用两方面的要求，就得在各种各样的计算方法中选择较为理想的方法进行推算。就海浪波高设计而言，     

复合极值分布的参数估计及其在工程设计中的应用

在海洋工程、水利工程等建筑工程中,合理地确定多年一遇波高、洪水量等,对于建筑物设计的安全和造价问题是十分重要的。兼顾安全和费用两方面的要求,就得在各种各样的计算方法中选择较为理想的方法进行推算。就海浪波高设计而言,较为普遍采用的方法是对年最大波高组成的系列,选取一条适合的理论频率曲线(如P-Ⅲ型曲线,     

一个港口引桥面顶标高的确定

如何确定近海水域中水工建筑物的顶标高是设计工程师必须考虑的重要问题。建筑物顶标高选取的是否合理主要取决于潮位和波高。相对地说潮位问题是容易解决的,而波浪特别是涉及到浅水波浪问题则是十分复杂的。目前,由于海浪理论包括规则波理论本身还不够完善,因此,根据某些理论获得的纯理论结果并不能作为设计水工建筑物的唯一依据。理想的办法是     

波浪周期对海洋建筑物的影响

在影响海洋结构物设计的海洋环境动力因素如风、海浪、海流和海冰等中,通常海浪是最重要的。在考虑海浪对建筑物作用时,人们往往强调波高而对周期重视不够。本文通过模拟实验或理论计算进一步显示了波高和周期对于海洋建筑物设计具有同等重要性,只不过它们的表现形式不同而已。     

海浪折射波高的数值计算

一、引言 海浪传播到浅海区域,由于海底地形变化等因素的影响,要明显地发生折射现象。海浪折射现象的研究,对于设计防波堤和其他水工建筑物具有重要的实际意义。 海浪折射的重要问题是绘制折射图、计算波动强度和波高值。早期折射图的绘制,是根据波浪传播的特性用手工绘制,后来又借助于折射板绘制,利用所绘制的波向线再来计算折射波高,这些方法精度差,费时间。由于生产发展的需要,对海浪折射的计算     

热带气旋风场对海浪分布特征的影响

设计了一系列理想的数值实验,利用高分辨率的WAVEWATCHIII海浪模式定量分析热带气旋移动速度、强度、最大风速半径和热带气旋移动时的转向等风场细节因素对热带气旋下表面海浪分布特征的影响。实验结果表明,热带气旋移动速度、最大风速半径和热带气旋移动时的转向会影响海浪的空间非对称分布。最大风速半径增大会使最大有效波高的位置向后移动,而移动速度增大会使最大有效波高位置向前移动。移动速度增大会使右侧象限内的有效波高增大,左侧象限内有效波高减小。最大风速半径增大和强度增强使各象限内有效波高均增高。热带气旋的转向使各象限内有效波高增高,除了右后象限。这些风场特征对各个象限内海浪的平均波长、平均周期、平均波向、和波峰方向都有很重要的影响,尤其以左后象限最为显著。     

海洋和海岸工程中与设计波高相应的波周期的推算方法

一、前言在海洋和海岸工程建筑物的设计中,波要素的提供是一个十分重要的问题。而在波要素中,波高和周期的确定又具有特别重要的意义。根据目前的研究成果,对于提供多年一迂最大设计波高并不是太困难的事情,然而,其对应周期的确定,现在尚无统一的     

黄河口五号桩海域实测海浪谱

海浪谱不仅可以有效地描述海浪的内部结构,而且与海浪的外观统计特征(波高、周期等)有固定联系。因而它对许多应用问题,特别对研究水工建筑物在海浪作用下的受力情况,已是不可缺少的重要依据。     

渤海海浪波高群性特征的分析

海面上的海浪经常有这种现象:几个波高较大的波一连串地相继出现,构成一个群,称为波群。波群不但有较大的能量,而且历时时间较长,因此有很大的破坏力,很多海上建筑物常常受其威胁或遭到破坏。 本文根据在渤海西部某石油平台上观测的海浪资料对该海域的波群进行了统计分析。观测所用的仪器是本所研制的CBS-IV型垂线测波仪。海浪传感器悬挂在石油平台下面,当地水深约20m。每天观测8次,大风天气加测,有时每小时观测1次。本文分析所用海浪记录是平均波高大于0.6m的记录。     

关于海浪波面最大值问题

在海浪波面最大值的研究中,Longuet-Higgins曾于1956年提出过在一给定时间区间上波面的最大值问题,其中振幅定义为波高的一半,也就是在一个任意长度的时间区间上波面的最大波高问题。这一问题的实用意义是明显的,例如研究波浪对直壁的作用力时,得到了作用在直壁上的最大总波力是     

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.     

西北太平洋浪流相互作用对有效波高的影响研究

西北太平洋强流区会对海浪的特征和分布产生显著的影响,尤其是研究台风过程中海流与海浪的相互作用具有重要的研究意义。本文以ROMS海洋模式和SWAN海浪模式为基础,构建了浪流耦合模式系统,对2013年10月6-17日间的台风“丹娜丝”、“百合”、“韦帕”过程中西北太平洋浪流相互作用中海流对有效波高的影响进行了研究。通过对比模式模拟有效波高与浮标观测资料,发现耦合后的有效波高比非耦合结果更接近观测值,耦合模式中海流的存在对有效波高的分布有明显的影响。研究表明,特别是在有效波高峰值处,海流引起的有效波高增大最大可达1 m。海浪浪向及流向的空间分布以及中国近海浮标处浪向与流向的时间序列表明,流向与浪向反向时,海流的影响造成有效波高增大;二者同向时,有效波高减小。海流对有效波高的调整会沿着海浪传播的方向传播相当一段距离。在西北太平洋的海浪场计算中,引入海流的耦合模式计算结果对改善强流区海浪预报具有重要意义,并且海流的模拟精度对于高精度的海浪预报非常重要。     

深水波浪破碎特征量与风速和摩擦风速的关系

破碎是常见的海浪现象之一,研究海浪破碎现象在许多方面有重要意义.首先,海浪破碎是海-气相互作用包括动量、热量及质量交换的主要动力因素,而且波浪破碎还涉及到其它海-气边界过程,如海面白浪(whitecaps)、海洋表面气泡、大气贴水层水雾及海洋上层混合等^[1,2];其次,由于破波施加于海洋结构物上的作用力(冲击力)远大于没有破碎时的波浪力,因此,在计算海上建筑物所受外力中,必须考虑破波的出现率及破波强度的影响;另外,波浪破碎会对波高产生影响,因此,在对波高作统计预报时也应考虑波浪破碎的影响^[3];还有的学者认为,很多污染物在海洋中的扩散速度与波浪破碎率有密切关系^[4].     

基于实测资料的南海海浪周期关系研究

海浪周期在海洋工程设计中有着重要作用,而不同的海洋工程设施在设计时所选用的周期参数也不同,因此不同周期间的换算关系也就显得尤为重要。本文利用南海北部油气田区1 a的实测海浪周期数据,研究了其谱峰周期、有效周期、跨零周期和最大波高周期等的相互关系,并与相关规范和文献研究结果进行对比,给出了南海海浪周期间的关系式,从而为海洋工程设计提供了支持,也为南海海浪周期关系研究提供了参考。     

海浪对直立堤作用力的研究

海浪对水工建筑物作用的研究是具有十分重要意义的.目前直立堤在海岸工程中仍然是一种广为采用的结构型式.众所周知,很早以来,人们就波浪对直立堤的作用力问题进行了广泛的研究,获得了不少成功的结果.但至今在工程设计中,关于海浪对直立堤作用力的计算方法仍是把复杂的海浪抽象成为规则波的形式,根据规则波的波高、周期来计算,并且大都借室内规则波的模型试验进行验证与订正.在这种计算过程中,目前多数在求得海浪参数时,是考虑了海浪的不规则性的,但在波压力计算本身,则又从规则波理论出发.因此,为建立工程上实用的海浪对直立堤作用力的计算方法,国内外都从各种途径进行着研究.     

海浪传真图的内容及其用途

海浪传真图包括海浪实况分析和海浪预报两部分,是为船舶安全航行、海上安全作业、海上最佳航线选择以及防止海难事故等目的而制作的。 海浪是一种久被习知而又十分复杂的现象。在久远的年代,人们在生产斗争中早已熟悉,它之所以受到注意,是由于它影响着海上活动的诸方面。这首先表现在波浪对船舶的影响,由于波浪的颠簸,船体各部结构会受到各种变形应力的作用,有些在第二次世界大战期间建造的船舶,因对海浪情况估计不足而遭到很大的损坏;颠簸对乘客的舒适和货物的储放是不利的;颠簸可引起船舶的共振;海浪还影响船舶航行的方向和速度,自五十年代起开展的最佳航线服务,就是利用海浪等水文气象预报选择最佳航线,已收到显著的效果,在最佳航线上航行的船舶,除能减少海损以外,还大大地缩短航时,如使用航线预报的船舶与自我航行的船舶相比,横渡太平洋平均缩短19小时的航海时间,横渡大西洋平均缩短9～15小时的航海时间。 海浪与海港的设计和建筑有着密切的关系。这不仅是因为海浪能推动数千吨重的石块和激起数十米高的水柱,而且还可以引起港内破坏性的付振动,这种振动可使停泊的船只遭到损坏。     

台湾附近海域超强台风南玛都期间风暴潮对海浪影响的数值研究

采用海浪模式(Simulating Waves Nearshore,SWAN)与风暴潮模式(Advanced Circulation Model,ADCIRC)的耦合模式,模拟研究了2011年第11号超强台风南玛都期间,风暴潮对海浪的影响。通过对比耦合模式和非耦合模式模拟结果,发现对于该超强台风过程,台风中心附近的大浪区内风暴潮对海浪有显著影响:在台风中心沿前进方向的右前方,风暴潮使海浪波高减小;在台风中心和台风中心的左后方,风暴潮使海浪波高增大。台风进入台湾海峡之前,风暴潮对海浪波高的最大影响为10%左右;进入台湾海峡后,受地形和潮汐潮流的影响,海浪波高受到的最大影响增大到25%左右。上述结果对台风期间的海浪模拟有一定参考价值。     

海浪能量谱的折绕射研究——Ⅱ.缓坡破碎带联合模型

海浪自深水向海岸传播时,水深逐渐变浅,海浪传播的速度、波长、波高和波形也随之变化.当深度浅至一定程度时,通常发生不同形式的波浪破碎,形成水流涌上岸滩,继而流回水中。波破碎时,水质点水平速度增大,并伴有强烈的搅拌作用。因此,波破碎对水工建筑物的作用、泥沙搬运、环境保护、海区自净能力计算都是很重要的。     

挪威北海最大波高的影响分析

最大波高作为表征海浪强度和危险程度的重要指标,既是设计波浪推算的依据,同时又对海洋预报有重要的作用。基于瑞利分布得到的最大波高公式,不能体现波陡和谱宽度等非线性因素的影响,由该公式得出的理论最大波高与实际观测值有偏差。采用相位平均方法的海浪数值模型分析,可以根据海浪谱计算得到有效波高,却无法给出最大波高。本文通过分析挪威北海定点十年的船测波面资料,得出波浪谱,进一步推算出波陡和谱宽度对最大波高的影响。首先提出一种实测波数的替代方式,然后分别研究波陡和谱宽度对最大波高的影响。研究发现随着波陡和谱宽度的增加,Hmax/Hs逐渐减小,并拟合出最大波高与Cartwright谱宽度参数的公式,得到较好的拟合效果。