风浪局域小波谱峰的涨落

将湍流研究中已得到有效应用的局域小波能谱概念引入到风浪研究.分析了实验室不同风速下风浪的局域小波能谱.结果表明,局域小波谱峰值存在着显着的涨落,涨落的方差随风速的增加而增大.这不仅体现了风浪的局域结构,还意味着通常风浪谱的应用中除了要考虑平均意义下的频谱峰值外,还必须考虑局域小波谱峰值的涨落方差.     

Outer frequency spectrum of sea waves and its equilibrium range

Ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｐａｐｅｒｄｅｆｉｎｅｓｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄａｐｐａｒｅｎｔｅｎｅｒｇｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｄｅｒｉｖｅｓｔｈｅａｎａｌｖｔｉｃａｌｆｏｒｍｏｆｔｈｅｓｏ－ｃａｌｌｅｄｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｏｕｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍｏｒｎｔｈｏｒｄｅｒａｐｐａｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍ．Ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｇｅｎ－ｅｒａｌｉｚｅｄｏｕｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍｈａｓａｎｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｒａｎｇｅｗｉｔｈａｎｅｘｐｏｎｅｎｔ（ｎ＋３）ａｎｄｔｈｅｕｐｐｅｒｌｉｍｉｔｏｆｔｈｅｅｘ－ｐｏｎｅｎｔｉｓ－３．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒａｒｅｕｎｉｖｅｒｓａｌａｎｄａｒｅａｐｐｌｉｃａｂｌｅｆｏｒａｎｙｏｔｈｅｒｗａｖｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｉｆｔｈｅｒａｙｔｈｅｏｒｙｏｆｗａｖｅｓａｎｄｔｈｅＬｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ，ｌｉｎｅａｒｒａｎｄｏｍｗａｖｅｍｏｄｅｌａｒｅｅｘａｃｔｅｎｏｕｇｈｆｏｒｔｈｅｉｒｄｅｓｃｚｉｐｔｉｏｎ．     

小波变换在HT-7Tokamak磁流体动力学振荡动态频谱分析中的应用

将Gauss复小波变换方法成功地应用于HT-7Tokamak磁流体动力学振荡动态频谱分析中.研究结果表明,这种方法具有较好的时间分辨率和空间分辨率,比较适用做动态频谱分析.对典型放电数据的分析结果表明, m=1模的振荡频率与等离子体压强梯度有着密切的关系.     

变水深对畸形波及其时频能量谱的影响

使用VOF (volume of fluid)方法实现了变化水深条件下畸形波的数值模拟,使用小波分析方法计算模拟结果的时频能量谱,发现变化水深可以加强波浪的非线性相互作用,使转化到高频端的能量更多,产生了不对称程度更大的畸形波.     

基于微结构图像的风生微尺度波频率谱初探

利用海面微结构光学测量装置实验获取到的微尺度波图像来给出风生微尺度波的波数谱,在此基础上利用频散关系建立微尺度波波数谱和频率谱之间的关系,最终得到微尺度波频率谱。对微尺度波的频率谱随频率变化的响应进行了研究,发现频率谱与频率的α次方成正比关系,α的值随风速的增加而增加,同一风速下α几乎为定值。     

基于微结构图像的风生微尺度波频率谱初探

利用海面微结构光学测量装置实验获取到的微尺度波图像来给出风生微尺度波的波数谱,在此基础上利用频散关系建立微尺度波波数谱和频率谱之间的关系,最终得到微尺度波频率谱.对微尺度波的频率谱随频率变化的响应进行了研究,发现频率谱与频率的a次方成正比关系,a的值随风速的增加而增加,同一风速下a几乎为定值.     

海浪外观谱及其平衡域

定义了海浪能量的广义或n阶外观分布,导出了n阶海浪外观谱的解析形式,讨论了n阶外观谱的平衡域.结果表明,n阶外观谱的平衡域指数为-(3+n);平衡域指数上界为-3.任何波动现象,只要Fourier迭加原理和射线理论对它们的描述足够准确,则本文的结论皆成立.     

Estimation of Wind Wave Frequency Spectra by Use of the Arcsine Law

In the present study,the surface elevation of wind waves oberved in laboratory and in the Bohai Sea are adopted for the estimation of the wind wave frequency spectrum by use of the method of the arcsine law(MAL).The traditional method uses the surface elevation to calculate the correlation and then estimate the frequency spectrum while the MAL,presented by Yu and Lan(1979),uses the time sequence of zero-crossing points of surface elevation rather than directly the surface elevation to calculate the correlation.66 sets of wind wave data obtained in laboratory and 420 sets of data observed in the Bohai Sea are adopted for the examination of the method introduced by Yu and Lan.Results show that the MAL can give reliable estimation of wind wave spectra.Correlation and form of spectra estimated by the MAL are similar to those estimated by the traditional method.The peak frequency and the spectral density in peak frequency by the MAL are close to those obtained by the traditional method.     

南海北部台风海浪谱的双峰性和成长性

本论文通过对南海北部三次台风过境期间基于浮标观测的海浪谱进行分析,发现虽然大部分成熟的台风海浪谱为单峰结构,但实际上在台风海浪的成长和衰减阶段,双峰谱占据了很大的比例。双峰谱的形成主要是由于风浪和涌浪的叠加以及不同波分量之间的非线性相互作用,我们可以通过能量密度的成长率对谱型变化进行高效的预报。此外,台风海浪的主要波向依赖于台风中心相对观测点的位置,而波向的分散情况在相距台风中心较远的区域无明显规律。本文提出了一个新的六参数波浪谱型拟合双峰谱,其拟合效果相较于前人的谱型更好。通过验证,形状参数和谱宽度之间的理论关系依然适用于单个谱峰。通过分析谱参量的变化特征,证明了谱参量不仅与台风强度和台风路径相关,还存在很强的交互相关。最后通过拟合海浪谱数据,本文得到了台风影响下海浪有效波高和有效周期之间的成长关系,这对海洋工程实际应用具有重要意义。     

基于非线性模型的畸形波模拟及其时频能量谱研究

采用VOF(volume offluid)方法实现了畸形波的数值模拟.将数值结果与线性理论(方程(5))计算结果进行了对比,发现数值模拟结果更能够反映非线性特征.使用小波分析方法研究了畸形波的时频能量谱,发现形成畸形波的过程中存在很强的波浪非线性相互作用,使得波浪的能量向高频端转化.变水深地形可以加强波浪的非线性相互作用.使得转化到高频端的能量更多,产生畸形程度更大的畸形波.     

Transformation of Wave Energy Spectrum in Shallow Water

- Combined with irregular wave-maker, the growing process of Wave Energy Spectrum in shallow water can be studied in wind wave channel on different water depth conditions, and its transformation characteristics and rules can be obtained.     

Experimental evidence of the transition between power law models in the high frequency range of the gravity wave spectrum

The existence of a transition in the slope of the wind-generated gravity wave spectrum from a f⁻⁴ to a f⁻⁵ power law, at a given frequency in the high frequency range, is examined. Evidence of its existence and of the non-uniqueness of the wave spectrum slope in the equilibrium range is presented. Furthermore, it is demonstrated that the statistical variability of the spectral estimates makes it difficult to obtain reliable results from limited sets of finite length wave records.     

龙口海洋站风能资源分析与评价

根据中国《风电场风能资源评估方法》和相关技术规定,对龙口海洋站的风能资源进行了分析与评价.结果表明,1995 -2008年龙口海洋站10m处的平均风速为6.8 m/s,年平均风功率密度为377 W/m2,年平均有效小时数为7589 h,主风向较为显著,风能分布集中,湍流强度处于中等水平.龙口海洋站附近区域风能资源丰富,...     

贝叶斯统计方法在海浪方向谱研究中的应用

较详细介绍了贝叶斯统计方法在海浪方向谱估计中的应用,指出先验分布的不同对估计结果没有影响,由于均匀分布与最大熵原则相对应,使其具有某种特殊性.数值模拟表明贝叶斯方法对双峰方向分布估计的有效性,将其应用于黑海实测资料,证明双峰方向分布的出现依赖于估计方法分辨力的大小,而用最大似然法得到的双峰方向分布值得怀疑.最后给出出现双峰方向分布的一种可能物理解释.     

泉州岸带土层剪切波速和地面脉动的频谱特性

本文根据泉州6种土层剪切波速和地面脉动观测资料,探讨有关参数与场地土层、场地土特性、场地类别等方面的关系。结果表明,本区6种不同土质剪切波速值随深度变化;各波速测孔附近地面脉动的峰值周期主要集中在0.18～0.56s间,其频谱特性可归为3类,各类与地层结构具有一定的对应关系。文中还讨论了利用地面脉动频谱特性研究土层平均剪切波速的可能性。     

Analysis of energy characteristics in the process of freak wave generation

The energy characteristics in the evolution of the wave train are investigated to understand the inherent cause of the freak wave generation. The Morlet wavelet spectrum method is employed to analyze the numerical, laboratory and field evolution data of this generation process. Their energy distributions and variations are discussed with consideration of corresponding surface elevations. Through comparing the energy characteristics of three cases, it is shown that the freak wave generation depends not only on the continuous transfer of wave train energy to a certain region where finally the maximum energy occurs, but also on the distinct shift of the converged energy to high-frequency components in a very short time. And the typical energy characteristics of freak waves are also given.     

海浪产生磁场的能量分布计算

结合前人在海浪功率谱研究以及海浪产生磁场两方面的研究,求出了海浪-磁场系统的传递函数,计算了传递函数的峰值、对应的峰值频率,分析了这些指标随高度的变化.根据理论分析,给出了感应磁场总功率的表达式和峰值频率满足的方程,指出海浪感应磁场是一个窄带随机过程.最后选择几种典型的海浪谱,计算了它们感应的磁场功率谱以及总功率、功率谱峰值、峰值频率以及等效噪声带宽.     

随机风谱研究及其在海岸工程应用述评

作为海岸工程重要动力因素之一的风是随机的,但在实际应用中大多仍作为恒定过程考虑。介绍了随机风谱研究的基本状况、理论基础和常用的一些谱形式并进行适当地评述,对今后海岸工程随机风谱研究及应用进行展望,可供海岸工程设计和研究参考。     

On energy transport and group velocity of water waves

Ｏｎｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄｇｒｏｕｐｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｗａｔｅｒｗａｖｅｓ￥ＳｕｎＦｕ；ＤｉｎｇＰｉｎｇｘｉｎｇａｎｄＹｕＺｈｏｕｗｅｎ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＡｕｇｕｓｔ２７，１９９３；ａｃｃｅｐｔｅｄＯｃｔｏｂｅｒ２０，１９９３）（Ｌａ...     

基于能量平衡的跨海桥梁钢管桩局部冲深计算

综合国内外现有研究成果,分析了桩周流场结构及局部冲刷坑的分布形态,通过三维数值模拟,验证了局部冲刷最大值点出现在桩前,且冲坑坡度近似等于泥沙水下休止角的结论。从国内外规范内局部冲深计算公式中筛选出跨海桥梁钢管桩局部冲刷深度的主要影响因素。基于能量平衡理论,通过来流水流搬运冲刷坑内泥沙过程中的能量守恒,推导了概念清晰、形式简单的局部冲刷深度预测公式。区别于现有多数公式主体结构,该公式为关于局部冲深的一元三次方程,通过水下泥沙休止角来考虑泥沙对冲刷的影响以及冲刷过程中冲刷坑自身深度及范围变化对冲刷产生的影响。利用最小二乘法,结合环杭州湾区域三座跨海大桥的试验及实测数据拟合确定了公式相关参数,并与国内外规范内的公式对比验证,结果表明,该公式精度较高,可为实际工程计算分析提供参考。