潜艇疲劳载荷的概率模型

探讨了建立潜艇疲劳载荷概率模型的方法，引入了正态分布和两参数威布尔分布两种概率模型。两参数威布尔分布较适合于用来描述潜艇下潜深度分布的概率特征。可根据潜艇的设计参数、任务及航行区域等因素来选取最可能的分布形式获得潜深分布密度函数。潜艇疲劳热点部位的应力(应变)幅值分布，可由应力(应变)和潜深的关系通过相应的变换得到。     

规则波作用下二维水平板冲击压力概率分析

通过模型试验的方式研究了波浪对二维水平板冲击压力峰值的概率分布。首先,统计分析了水平板底部各测点的压力峰值,发现密闭水平板底部各位置处的压力峰值分布与三参数威布尔分布吻合较好;然后,从统计学与概率论的角度进一步探讨了水平板底部各位置处压力峰值分布函数的参数与测量样本统计特征值之间的关系;最后,通过不同入射波浪工况的对比,分析了威布尔分布各参数与测点相对位置、入射波相对波高以及入射波相对波长之间的关系及其所代表的物理意义。统计分析显示:威布尔分布的相对位置参数(θ/-P)从水平板前端到后端呈现先增大后减小的趋势,在水平板中段较恒定(约为0.6);相对尺度参数(λ/-P),在水平板中段偏小,两端偏大;形状参数(κ)在相对波高较大时,在水平板的中段偏大,并且相对波长大于1.3时,κ在水平板的中部均值随相对波长的增大而减小,相对波长为2时,该值接近于1。     

广东阳西近岸海域波浪的分布特征

通过对广东阳西近岸测站1a实测波浪资料及岸边同期风资料的整理与分析,探讨了该海域的波浪特性,得出研究海域不分方向H1/10年平均值为1.00 m,常浪向为SE向,出现的频率为38.35%,强浪向为SE向,观测期间的最大波高出现在0814号"黑格比"台风期间,Hmax值为8.31 m.用已有的理论分布函数对实测统计数据进行拟合,筛选出研究海域的波高分布、周期分布及波高与周期联合分布的特征,结果表明双参数威布尔理论波高分布、杨正己威布尔周期分布、朗格-赫金斯83模式或者孙孚模式较为适用于本海区的波高分布、周期分布、波高周期联合分布;结合相应的风速风向资料,运用回归分析方法,建立了该地区的波高与风速之间、波高与波周期之间的关系.     

威布尔分布对风速年极值的拟合优势及其参数的数值解法

本文对塘沽1966—1982年的年最大风速资料作了统计,从极值分析中得到威布尔(Weibull)分布较好拟合的结果,并用迭代法求得参数的一种较好数值解法。     

极值分布参数的非线性估计及其工程应用

本文基于高斯—牛顿法,在理论频率与实际频率残差平方和最小这一适线准则下,实现了三种极值分布参数的非线性估计。该算法计算精度高,收敛速度快,对观测数据拟合程度较佳。文中对三种极值分布与P-Ⅲ型分布、对数正态分布进行了适线比较,所做工程算例表明;极值Ⅱ型所得小概率设计参数最大,极值Ⅰ型次之,威布尔分布最小,P-Ⅲ型与对数正态分布居中。本文采用的分布参数拟合方法同样适用于其它线型。     

设计波高分布函数比较

利用澳大利亚悉尼观测站连续16年的实测资料,并结合波高阈值法以及年N大波法两种新的采样方法,利用最小二乘法原理,对对数正态分布、Gumbel第一型极值分布、Weibull分布、指数分布和皮尔逊Ⅲ型曲线五种分布函数进行分析和比较,从而选出一种适用的分布函数。同时,文章介绍了一种最新的估计三参数Weibull分布参数的方法。结果表明:三参数Weibull分布函数的相关系数较大,拟合较好,而且均方误也都较小。从而得出结论,三参数Weibull分布函数得到的结果较好,并建议使用该分布函数进行设计波高的计算。     

辽东湾孤立桩柱上冰力的概率分布

根据水文气象资料求出了辽东湾四个测站的平整冰厚、平整冰抗压强度,进而在选用合理冰力计算公式的基础上,计算了辽东湾海区孤立桩柱上的年极值冰力,并确定了冰力的概率分布模式:年极值冰力不拒绝威布尔、正态、对数正态和极值Ⅰ型分布.又根据冰力模型试验资料得到了孤立桩柱上冰力的短期分布规律:不拒绝极值Ⅰ型分布.     

海洋重现期波高统一化计算方法

重现期波高是港口海岸及海洋工程设计中不可回避的一个重要设计参数,尤其对深水海港、海上平台、海底油气管道、沿海核电站等重大涉海工程设计具有巨大的经济价值和深远的社会效益。但是,现有重现期波高推算缺乏统一的计算方法,导致计算结果相差悬殊。研究重现期波高的统一化计算方法,分析重现期波高计算中存在的各种不确定因素,提出减少这些不确定因素的新方法,建立误差小、应用方便、方法统一的重现期波高计算方法。基于澳大利亚悉尼站的长期连续观测波浪数据,研究发现:广义帕累托函数(generalized Pareto distribution III,GPD-III)和威布尔(Weibull)是重现期波高计算的最佳候选极值分布函数,新推导的函数形状参数计算公式较好提高重现期波高的计算精度,极值波高数据的分析方法和样本大小是影响重现期波高计算精确度的两个重要因素,短期波浪资料和年极值法可能高估重现期波高值。逐个风暴的极值波高数据分析法及最佳候选极值分布函数GPD-III和Weibull建议应用于涉海工程设计的重现期波高推算。     

印尼ADIPALA海域较长周期波浪统计特征分析

对印尼ADIPALA海岸观测的较长周期波浪数据进行了统计分析,给出了不同统计波高特征值之间的关系以及统计特征周期和相对水深的关系;并就波浪统计中的波高分布,采用威布尔分布形式进行拟合,得到波高累积分布;给出了最大波高计算公式,可为工程设计提供参考。     

连云港海域极值波高统计分析方法研究

利用连云港1960-2011年连续波浪资料,采用年最大波高法、波高阈值法和年N大波法3种采样方法,结合Gumbel和三参数Weibull两种分布函数,进行设计波高相关计算,并对结果进行讨论和分析,以选出较好的采样方法、分布函数及较优的组合。结果表明,在该海域计算设计波高时,采样方法首选年N大波法,N取值7~8个较优;其次是波高阈值法,阈值取为1.7~2.0 m较合适,即阈值的取值使得每年波高数平均在8~12个左右为宜;年最大值法结果可作参考。Gumbel和三参数Weibull分布函数均可使用,后者比前者的适用性更佳。通过计算分析后可得初步结论,最优组合方式是每年取8个大波,利用三参数Weibull分布函数进行计算。同时给出最优组合下连云港海域不同重现期设计波高值,供设计参考。     

利用TOPEX卫星高度计资料分析东中国海的风、浪场特征

利用TOPEX卫星高度计和日本气象厅浮标观测资料,对东中国海的有效波高和风速进行比较,分析了卫星高度计资料的有效性。利用有效波高和风速的3种概率密度函数分布,结合TOPEX卫星高度计资料,并采用最大似然方法对统计分布参数进行估计,结果表明,有效波高的对数-正态概率密度分布与观测资料的直方图在有效波高的整个范围内符合较好,风速的直方图与Weibul概率密度分布符合较好。同时,分析了有效波高大于4 m的巨浪在东中国海的时空分布特征,表明巨浪多出现在冬、秋两季,平均有效波高最大值出现在夏季,且主要分布在东中国海东南部。     

Effect of Berm Width and Elevation on Irregular Wave Run-Up

This paper discusses the effect of berm width and elevation of composite slope on irregular wave run-up. Based on the data obtained from model tests, the formula and distribution of irregular wave run-up on composite slope are derived. The changing of wind speed, width and elevation of the berm are considered comprehensively. The wave run-up with various exceedance probability can be es-timated utilizing the distribution curves of irregular wave run-up.     

南黄海部分典型海域沉积物粒度特征

为了研究南黄海不同典型海域沉积物的粒度特征及其对沉积环境和水动力条件的响应特征,对南黄海海域6个柱状样沉积物进行了激光粒度测试,得到样品的粒度概率分布曲线、平均粒径、分选系数、偏度和峰度等粒度参数,初步探讨了南黄海不同海域特征水动力条件下粒度的响应特征.结果表明,山东半岛东侧海域具有沿岸流水动力条件强,黄河物质输入量大,导致沉积物具有粒径较粗、极正偏和单峰分布的粒度特征;在山东半岛更靠东的海域,水动力条件减弱,受沿岸流和冷水团的共同作用,沉积物具有粒径较细及双峰分布的粒度特征;靠近冷水团中心的沉积物主要受冷水团的作用,沉积物具有垂向均匀且较细、负偏及单峰分布的粒度特征,与此处非常弱且单一的水动力条件相关联;老黄河口外的水下三角洲主要受到沿岸流的侵蚀与改造作用,在一定范围内,改造作用的强度随离岸距离的增加而随之增强,沉积物粒度也由细变粗;以沿岸流侵蚀作用为主的南黄海西部海域,沉积物粒度较粗,概率分布曲线呈粗端多峰分布.因此,沉积物的粒度特征很好地记录了南黄海不同的典型沉积环境中的水动力条件状态和特征.     

Identifying soft sediments at sea using GIS-modelled predictor variables and Sediment Profile Image (SPI) measured response variables

Macrofauna composition and diversity in soft sediments are commonly used as “health indicators” in various pollution monitoring programmes worldwide. Hence, finding a modelling method for predicting the presence of soft sediments and enable production of digital maps of where soft sediments are likely to be found would be valuable for developing a cost-effective sampling design. This study presents a first-generation model that can predict where to find soft sediments in coastal areas with a complex topography and a mosaic of seabed habitat types. We used geophysical data that were quantitative, objectively defined (through GIS modelling) and integrated over time. We analysed, using a Generalised Additive Model (GAM) and the model-selection approach Akaike Information Criterion (AIC), the influence of in-situ measured depth and GIS-modelled terrain structures, wave exposure and current speed on the distribution of soft sediment measured using a Sediment Profile Image (SPI) camera. Our analyses showed that the probability of finding soft sediment was best determined by depth, terrain curvature and median current speed at the seafloor. These predictors were used to develop a spatial predictive GIS-model/-map (for parts of Skagerrak, Norway, with a spatial resolution of 25 m × 25 m) of the probability of soft seabed occurrence.     

胶南东部近岸海域实测海流分析及潮流场数值模拟

基于2005年胶南东部近岸海域的测流资料,分析了该海域的海流、潮流及余流特征,在此基础上,进行了潮流场的数值模拟,展现了M2分潮的潮波系统、潮流椭圆分布、最大流速分布和逐时潮流场。计算结果与实测结果符合良好,较好地反映出该海域M2分潮潮流场时空分布的基本特征。对该海域的水动力状况有了更进一步了解,为胶南近岸海域的环境保护规划的制定提供了科学依据。     

欧洲北海海域波高区间分布概率研究

为了研究欧洲北海海域的波高全区域概率分布情况,从而为海洋平台等海洋浮式结构物的选址和结构设计提供依据。首先基于Global Waves Statistics(GWS)提供的实测数据,确定典型计算工况的发生概率;同时考虑实测数据中极端波浪环境下的数据缺失导致大波高分布概率偏小的问题,利用三参数Weibull分布确定不同重现期下的极值风速,作为典型计算工况的补充。以不同风速、风向的定常风场为输入项,利用第三代海浪数值模型SWAN模型,对北海全区域波高进行数值模拟。将数值模拟的稳态形式依照各工况的发生概率进行归一化累加处理,认为其结果可以表征全区域的波高概率分布情况。以波高概率分布的计算结果为依据,分析北海海域波浪环境的统计学特征,发现有效波高为7 m以上的大波高频发区在北海北部区域有大范围分布;有效波高4～5 m为北海东北区域的多发海况,极端海况下的有效波高主要分布于7～14 m区间,在地形突变区域的波高发生显著变化。     

南海东部区域的海流状况——Ⅰ.潮流性质

对南海东部海域 1 997- 1 998年实测海流资料进行了分析。统计得出潮流各方向的出现频率、平均流速及最大流速、各月平均流速和最大涨落潮流速及流速和流向的联合分布 ;经调和分析 ,给出了各主要分潮流的调和常数和潮流椭圆要素 ;确定该区域属于正规全日潮流性质。     

地形变化下渤海湾M2分潮潮致余流的相应变化及其对污染物输运的影响

利用嵌套模式通过流速驱动对渤海湾的潮汐潮流进行了高分辨率数值模拟,分析了开边界条件的选取对渤海湾潮致余流模拟的影响。并用定点观测流速资料验证了在渤海湾流速作开边界条件驱动模式的模拟结果。近年来由于围海造田,使渤海湾海岸线向里推进,岸线变的更加平缓。在渤海湾新旧地形下,对渤海湾环流进行了模拟,分析了地形变化对渤海湾环流的影响。结果表明,渤海湾西北角的顺时针流环在新地形下消失,并表现为较强的逆时针流,湾口双环结构依然存在,但南部流环在新地形下由于受到西部强的逆时针流而变弱,流环半径减小。通过分析潮致Lagrange余流场和调查的污染物浓度分布特征发现,渤海湾的污染物分布特征与Lagrange余流有很强的相关性,Lagrange余流结构影响了污染物的分布特征,新旧地形下余流场的改变也导致了污染物浓度场分布特征上的变化。     

灵山岛西北侧适养区近底层流特征初步分析

传统观念的底层流是指离底大于或等于２ｍ的海流。离底小于２ｍ的流场特征，至今研究甚少。近年来，随着养殖业的蓬勃发展，对其了解的需求愈来愈迫切。１近底层流观测全国海岛资源综合调查时，按“青岛市海岛办”的要求，在灵山岛西北侧适养区（水深１２ｍ）布设了一个近底层（离底２０ｃｍ）流观测站（３５℃４６＇Ｎ，１２０℃９＇Ｅ），连续观测１５昼夜。观测期间适逢１９９０年５号台风在江苏省北部登陆，该站测得１１．９ｍ／ｓ的风速。观测仪器使用国产ＨＪＬ１－１型印刷海流计。测流时将海流计悬挂于特制三角架中央，由潜水员精确…     

Probability Distribution of Surface Wave Slope Derived Using Sun Glitter Images from Geostationary Meteorological Satellite and Surface Vector Winds from Scatterometers

The probability distribution of the sea surface slope has been estimated using sun glitter images derived from the visible wavelength radiometer on the Geostationary Meteorological Satellite (GMS) and surface vector winds observed by spaceborne scatterometers. The brightness of the visible images is converted to the probability of wave surfaces which reflect the sunlight toward GMS in grids of 0.25° × 0.25° (latitude × longitude). The slope and azimuth angle required for the reflection of the sun's rays toward GMS are calculated for each grid from the geometry of GMS observation and location of the sun. The GMS images are then collocated with surface wind data observed by three scatterometers. Using the collocated data set of about 30 million points obtained in a period of 4 years from 1995 to 1999, the probability distribution function of the surface slope is estimated as a function of wind speed and azimuth angle relative to the wind direction. The results are compared with those of Cox and Munk (1954a). The surface slope estimated by the present method shows a narrower distribution and much less directivity relative to the wind direction than that reported by Cox and Munk. It is expected that their data were obtained under conditions of growing wind waves. In general, wind waves are not always developing, and the slope distribution might differ from the results of Cox and Munk. Most of our data are obtained in the subtropical seas under clear-sky conditions. This difference in the conditions may be the reason for the difference of slope distribution. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.