海滩碎波带波能振荡的多尺度分析

对不同波况条件下实测的一岬间海滩碎波带两个上的波面数据,通过小波变换方法计算了小波谱,并作了显性检验。结果表明：（１）碎波带波能存在典型的多尺度振荡特性;（２）在正常波况下,波能主要分布于风浪频域,入射波自外测站向内测站传播过程中,能量具有向低频方向转移的趋势;（３）在高能波况下,能量均向长重力波频带增加,在长力波显尺度,二测站之间存在良好的位相一致关系。     

海滩碎波带悬沙浊度短期变化特征分析

基于珠江口荷包岛南湾海滩碎波带垂向上的悬沙浊度和同步实测潮位资料,本文利用谱分析和小波分析方法对碎波带的悬沙浊度变化特征和影响因素进行分析.结果表明:(1)碎波带近底层和中层的悬沙浊度变化表现为周期性振荡特征,其中处于低频部分的近底层悬沙浊度周期约为中层悬沙浊度的1.25倍,但处于高频振荡部分的近底层和中层悬沙浊度变化周期基本一致.此外,近底层悬沙浊度峰值滞后于中层的悬沙浊度变化.(2)碎波带的中层悬沙浊度与潮位变化呈明显的负相关,且滞后于潮位变化.(3)近底层的悬沙浊度变化主要受控于波浪动力作用,而潮位变化引起的潮流作用是中层悬沙浊度变化的主要因素.     

粤东后江湾涨落潮下的碎波带波能与滩面地形时空变化分析

利用涌浪和处于陡滩面、滩面下陡坎和深槽海滩地形条件下的海滩碎波带压力波和滩面地形资料,对碎波带中的入射总波能、长重力波能及两者比值随潮位涨落的变化关系,碎波带动力因子与滩面地形之间的作用关系及典型相关和多维偏交叉谱关系等作了初步分析。结果表明,碎波带中的入射总波能与潮位涨落呈现出一致的变化规律;而碎波带中的长重力波能变化与潮位涨落变化趋势相反;碎波带各动力因子、滩面潜水位和碎波带波浪、潮位及滩面地形引起的滩面陡坎处破波点位置变动等因素的耦合作用,对滩面向海发育和滩面地形变化有重要影响。     

岬间海滩碎波带三维地形快速变化的地形动力过程分析

根据粤东一是海滩碎波带短期实测的地形和波浪等资料,分析了此海滩碎波带的地这特征与三维地形组合。结果表明,在正常波况下,此海滩天府波带显示了以砂坝－裂流槽谷为主的多种地形组合的变化过程。     

冲流带海滩高频振动探讨

在粤东汕尾寮嘴口岬间海滩冲流带设置两条剖面,利用2003年10月13日一个潮周期实测高频剖面数据(采样间隔为1min和6min),分析了海滩的高频振动特征。并结合同期实测碎波带水位波动,探讨了海滩高频振动的动力原因。分析表明,此海滩过程主要以堆积为主,并表现有显著周期的振动：其日内变化受潮汐控制,表现为涨潮堆积、落潮侵蚀;波能对海滩高频振动过程有着重要的影响。     

双色波引起的碎波拍的数值研究

碎波拍是指在近岸水域沿海岸线正向传播、周期为0.5~5.0 min的波浪.碎波拍是近岸低频波浪的一种,最早由Munk[1]和Tucker[2]独立观测到并命名.     

带乘性噪声系统的多尺度最优滤波融合算法

利用小波变换和多尺度分析的思想,将基于模型的动态系统分析和基于统计特性的多尺度信号变换方法相结合。提出了在线性最小方差意义下的带乘性噪声系统的多尺度最优滤波融合算法。并用计算机仿真说明了融合算法的有效性。     

海岸植物带对孤立波的波能耗散研究

为揭示近岸植物对孤立波的消减机制,利用物理模型实验探究了不同水深、入射波高和植物密度下植物模型与孤立波的相互作用机理。研究结果表明:树根、树冠和整株植物模型波能耗散系数范围分别为0.003～0.036,0.010～0.110和0.020～0.130;植物树根和树冠具有不同的消减孤立波机制,其中树冠对孤立波的消减起主要作用;波能耗散系数随相对波高增大而增大;植物模型的波能耗散系数小于其各组分波能耗散系数的线性叠加;当植物消波时,植物各组分之间存在反协同效应,且反协同效应随相对波高的增大而增强;波能耗散系数随雷诺数的增大而增大,当根部或冠部分布密度较小时,耗散系数与雷诺数的敏感度更高。研究结果可为沿海地区人工防浪林的设计提供一定参考。     

不规则波作用下岸基式振荡水柱波能装置的水动力性能研究

为了研究真实海域中振荡水柱（OWC）波能转换装置的水动力性能,本文基于势流理论和高阶边界元方法,建立了不规则波与岸基式OWC波能装置相互作用的二维非线性数值模型,不规则波基于JONSWAP谱生成。为了考虑由于水体黏性引起的能量耗散,在气室内水面边界条件中引入人工黏性阻尼。并在大连理工大学波流水槽中开展了物理模型试验,对数值模型的有效性进行了验证。研究发现,在不规则波作用下,OWC波能装置的水动力效率相较于规则波作用下有所降低,特别是在低频波区域效率差值最大。与规则波相比,不规则波浪作用下装置峰值效率对应的频率变大。气室内的相对水面高程随着有效波高的增加而降低,而气室内相对气压则随有效波高的增加而增大。OWC波能装置的水动力效率受有效波高的影响较小,其峰值效率对应的频率不受波浪非线性的影响。本文可以为OWC波能装置的设计提供参考。     

海岛周边波浪能资源精细化勘查与分布特征分析方法研究

为海岛供电,是波浪能开发利用技术的重要应用领域。在海岛周边波浪能资源开发利用之前,需对波浪能资源进行精细化勘查,并在此基础上准确分析掌握工程实施海域的波浪能资源特征,以便开展有针对性工程设计。本文以威海褚岛北部海域为研究目标,结合对历史数据和水动力理论分析,制定精细化勘查方案,并通过代表性验证试验,对方案进行修正,再应用修正后的方案对目标海域进行长期观测。该方法改进了传统的波浪观测方法,更适用于小区域波浪要素的精细化观测,且在保证观测质量的前提下,有效降低了观测成本。另一方面,针对波向四季变化明显,且海岛周边波浪受岛岸线反射和绕射影响且地形变化剧烈的特点,本文利用改进的SWAN（simulating waves nearshore）数值模型计算目标海域波浪能资源,并结合统计学方法,研究波浪能量随波向分布特征的计算分析方法,得出褚岛周边海域全年波浪能量随波向的分布特征。     

基于潜标观测的黑潮-亲潮混合区近惯性能量季节变化特征研究

近惯性内波广泛存在于全球海洋,是维持深层海洋跨等密度面湍流混合及海洋层结的重要能量来源。基于黑潮-亲潮混合区的多年深海潜标数据,分析了:(1)该海域近惯性内波及其能量的季节变化特征与影响因素,(2)上层和深层近惯性运动的频率、波数谱及垂向分布等特征。结果表明,该海域存在丰富的近惯性动能,无论海洋上层还是深层均呈现显著的冬季强、夏季弱的季节变化特征,冬季(12～2月)上层的近惯性能量可占全年能量的41%,深层近惯性信号同样显著,同潮汐信号相当。平板模型分析表明,该区域近惯性动能的季节循环特征主要受风场的季节变化所主导,同时受到黑潮延伸体流轴的摆动调制。     

近岸带波高与周期分布的核密度估计

使用双变量核密度估计方法描述近岸带波高和周期联合概率密度分布与波高、周期边缘密度分布。结果表明,核密度估计方法比通常使用的参数模式能更好地显示出具有多峰的波要素统计结构,核密度估计的波周期带宽系数能反映波浪谱的某些信息,尤其以波周期带宽和谱宽参量具有良好的线性关系。     

点吸收式波浪能俘获装置结构优化方法研究

根据布设海域波浪能资源特征,对点吸收式波浪能装置结构进行优化,可有效提高装置的能量俘获效率。本文以威海褚岛北部海域为装置布设目标海域,在对该海域波浪资源特征进行统计分析的基础上,计算得到装置的直径,同时利用数值软件计算出多组工况下点吸收装置吃水深度和装置固有周期的对应关系,并利用统计学方法得出装置固有周期随吃水深度的变化规律,进而分析得出装置在该海域的最佳设计吃水深度,为点吸收波浪能装置结构优化设计提供了新的思路。该方法对于其他技术类型波浪能装置的结构优化设计同样具有借鉴意义。     

海滩修复工程影响下的低能海岸波浪能量时空分布特征研究

本研究基于第三代海浪模式SWAN(Simulating Wave Nearshore),对茅尾海及其邻近海域波浪场进行了为期la的数值模拟,利用实测资料验证了该模型的可靠性.根据模型计算结果分析了茅尾海海域波浪要素的时空分布特征,在此基础上进一步探讨了波浪能量的输入耗散过程以及海滩修复对波浪能量空间分布的影响.研究发现...     

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。     

采用卫星高度计资料分析南海风、浪的月平均特征

在分析1987—1988年两年间Geosat卫星高度计遥感资料的基础上,给出了南海海面月平均风速和月平均有效波高的分布,以及沿南海NE－SW向的风、浪年变化特征;并与船舶报资料作了对比分析,其结果显示该高度计遥感资料与常规资料（船舶报资料）基本一致。     

香港附近海区台风波浪的波群统计分析

根据香港附近海区１９８５，１９８６年两次台风大浪的实测资料，以有效波高为相应水平，对波群作统计分析，得出可供海洋工程参考的波群连长、波群重复长度、波群出现频率以及波群中最大波高与有效波高的关系等。并将统计值与理论值作比较，结果表明：统计值大于“连”的理论值，而与包线理论中采用合田修正公式的汁算值相近。     

海浪破碎对海洋上混合层中湍能量收支的影响

海浪破碎产生一向下输入的湍动能通量,在近海表处形成一湍流生成明显增加的次层,加强了海洋上混合层中的湍流垂向混合。为了研究海浪破碎对混合层中湍能量收支的影响,文中分析了海浪破碎对海洋上混合层中湍流生成的影响机制,采用垂向一维湍封闭混合模式,通过改变湍动能方程的上边界条件,引入了海浪破碎产生的湍动能通量,并分别对不同风速下海浪破碎的影响进行了数值研究,分析了混合层中湍能量收支的变化。当考虑海浪破碎影响时,近海表次层中的垂直扩散项和耗散项都有显著的增加,该次层中被耗散的湍动能占整个混合层中耗散的总的湍能量的92.0%,比无海浪破碎影响的结果增加了近1倍;由于平均流场切变减小,混合层中的湍流剪切生成减小了3.5%,形成一种存在于湍动能的耗散和垂直扩散之间的局部平衡关系。在该次层以下,局部平衡关系与壁层定律的结论一致,即湍动能的剪切生成与耗散相平衡。研究结果表明,海浪破碎在海表产生的湍动能通量影响了海洋上混合层中的各项湍能量收支间的局部平衡关系。