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测站的波面数据 ,通过小波变换方法计算了小波能谱 ,并作了显著性检验。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 ,在长重力波显著尺度 ,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.     

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。     

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。     

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。     

海滩养护对海滩生态系统的多尺度影响述评

海滩是常见且脆弱的滨海生态系统,具有极大的生态服务功能。受气候变化和人类活动的多重影响,海滩生态系统受损严重。海滩养护是利用人工补沙的方式对海滩地貌进行修复,是抵御海岸侵蚀和改善海滩环境的有效措施,以往的养护往往忽略了对海滩生态系统的影响,许多研究表明海滩养护对海滩生态系统会产生多方面、多尺度的复杂影响。本文在总结前人研究的基础上,梳理出海滩生态系统的构成、特点和功能,分析了海滩生态受损的基本特征,对海滩养护对海滩生态系统多尺度影响过程及影响机制进行了重点述评,并从降低负面生态影响角度给出了海滩养护技术优化方法,以支撑海滩生态系统适应性管理和可持续利用。     

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。     

海滩剖面时空变化过程分析

利用粤西水东湾海滩重复测量的地形剖面,通过经验正交函数变换与小波变换,分析了剖面变化的主要空间过程及其时间振荡特笥。结果显示,海滩剖面主要由占数据总方差９０％的３个空间过程构成：水下砂坝运移、滩肩进退和后滨侵蚀。三个主要空间过程在时频域具有多尺度的振荡周期性。其中,水下砂坝运动以准季节性变化为主,滩肩和后滨地形蚀积则显示出准２个月变化周期性。剖面变化主要过程与影响海区台风作用密切相关。     

行星尺度阻塞波和天气尺度波相互作用的数值模拟

用数值方法研究了行星尺度阻塞波和天气尺度波之间的相互作用,得到在涡源强迫下,当不存在地形时,大尺度流场可发展成偶极型阻塞,瞬时流场分裂成南北对称的2支,总流场可以看到明显的多涡结构;加上双波地形后,大尺度流场发展成Ω型阻塞,瞬时流场同样分裂成2支,但北支要明显强于南支.而且通过一系列对比试验发现,适当的弱的基本西风气流是阻塞发生的有利条件.此外,讨论了初始阻塞和造波器（扰动源）位置的配置,以及造波器关闭时间的不同对阻塞强度和生命周期的可能影响.     

岬间海滩泥沙运动趋势与波能流分布的季节变化性

根据对粤东－岬间海滩冬夏季采集的表层泥沙的粒度分析结果,本文采用沉积物输运趋势概率模式对海滩泥沙沿岸运动方向作了统计分析,进而从波折射数值计算得到的波能流的沿岸分布讨论了对沿滩输沙的季节性效应。     

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。     

多尺度带乘性噪声系统的最优状态平滑算法

针对多尺度带乘性噪声系统,在多尺度最优滤波融合的基础上,进行状态最优固定域平滑算法的研究.通过推广得到的平滑算法需要大量的局部传感器参数,而分布式多尺度滤波融合后不能保留这些信息.针对这一弊端对算法进行改进,推导出仅使用融合后的一步预测及滤波值的平滑算法.该算法在线性最小方差意义下是最优的.计算机仿真验证了算法的可行性.     

北戴河海滩泥沙捕获实验及其初步结果分析

介绍了利用泥沙捕获器观测破波带泥沙垂直分布结构的现场实验方法和基本程序，以及利用实验结果计算泥沙通量的方法。研究表明，近岸带泥沙运移通量及其在垂向上的分布受破波带相对位置和海滩地形变化的影响。在破波点附近，波浪的搅动和流场作用强，泥沙运移通量增大，泥沙在波浪的作用下可以大量进入垂直水体以悬移和跃移的方式运移。在本实验中，破波点附近的泥沙在距海底100cm的垂直水体中运移，通量垂向向上逐渐减小。远离破波点，泥沙运移通量和进入垂直水体的高度明显下降。在地形变化复杂的有坝海滩，沙坝顶部的泥沙运移通量最大，泥沙进入垂直水体运移的机率增加，而在沙坝问的沟槽内，波浪和海流作用减弱，泥沙通量和垂向进入水体运移的比例下降。     

岸式振荡水柱波能装置的波浪载荷及保护措施探讨

本文对振荡水柱波能装置的水柱做了时域计算，研究了内水柱在气室处于封闭状态、有阻尼状态和无阻尼状态下的动力响应。得出了相应的波浪载荷，并对波能装置的几种保护措施作了探讨。数值结果表明，带有阻尼的气室不能有效地阻止内水柱的运动，将使结构承受危险载荷的打击；全封闭的气室能有效地阻止内水柱的运动，但可能使气室里产生高压；收缩口与破浪锥联合作用，可以消耗水柱的动能，大大地减少载荷，是一种有前途的保护措施。     

南海海况下振荡式波能发电装置的研究与分析

振荡浮子波浪能发电装置能量的转换效率较高,可以在不同水深条件（特别是超过４０ｍ 的深水区）下工作,南海海域属于深水区,振荡浮子波能发电装置更能较好地适应。文章在已有资料的基础上,根据线性波浪理论中随机波浪力的理论,结合南海海况,计算振荡浮子垂直方向的波浪力分布,再用ＡＱＷＡ 模拟计算不同形状的浮子在随机波浪力下的运动与受力分析。综合以上研究得出适合南海海况的浮子形状,完成装置的初步优化,为装置的海试以及推广应用提供依据,为三沙市在海洋能（波浪能）利用方面提供参考。