分段式造波机生成波浪的方向谱分析

采用声学多普勒流速仪(ADV)和多点测波仪的实验资料,对分段式造波机生成的多向随机波浪进行方向谱分析.结果表明,分段式造波机生成的多向随机波浪的时间平稳性优于空间均匀性;贝叶斯方法(BDM)适合于流速实验资料和阵列波浪资料的方向谱分析,给出的方向谱满足随机波浪的内禀性质(如光滑性、连续性等);流速资料和阵列波浪资料给出的方向谱具有相当的精度,但与测速的深度有关;三参量(如三点波浪、两个方向的速度分量和一点波浪等)可给出具有相当精度的方向谱;给出了衡量方向谱精度的初步标准.     

1156测波仪资料的外方向谱计算方法研究

基于海浪的外观特征提出了一个用1156测波仪资料计算海浪外方向谱的方法，并与S4测波仪同步资料的海浪外方向谱进行了比较，得出1156外方向谱、S4外方向谱和1156方向谱三者主波向的一致性在80％以上。两种外方向谱的谱图也极为相似。1156海浪外方向谱80％能量展角大于S4海浪外方向谱80％能量展角，这可能与1156测波仪受海面风和表层流影响较大有关。分析说明1156与S4的海浪外方向谱其代表性都是可以肯定的，且方法简单、实用，很有必要与直接观测的外方向谱进行比较，以确定这种计算方法的实用价值。     

水下压力阵列的测波方法

本文介绍了ＨＤＬ—２１７６底压式测波仪的基本特性，给出了水下压力阵列进行波浪方向谱估计的数据计算方法。     

风浪方向分布模式的比较

本文对目前常用的几种风浪方向分布模式进行了分析对比，进而根据由浪高仪阵列和ＥＮＤＥＣＯ９５６测波浮标在我国各海区测得的风浪方向谱，从波能方向分布、方向累积分布、方向分布的峰值和标准差四个方面，与光易恒、Ｈａｓｓｅｌｍａｎｎ和Ｄｏｎｅｌａｎ等分别由观测得到的经验方向分布以及文圣常等由解析方法得到的风浪方向谱进行了比较，结果表明：Ｄｏｎｅｌａｎ分布与实测结果比较一致，文圣常谱也较接近。此外，笔者在渤海由仪器阵列实测方向谱拟合得到的方向分布（改进的光易模式）与各地实测资料也比较符合。     

使用H_(AB)—2型岸用光学测波仪测量波高的最佳方法

海洋仪器的精心研制和有效地使用,是促进海洋科学技术发展的重要一环。选用精良仪器、充实新的技术对海洋科技资料的准确性也起着重要作用。所以这是海洋事业发展的迫切需要。海洋局为了更新海浪观测仪器、改进海浪观测和波高计算方法、提高资料准确度,在北海分局小麦岛海洋站对新型仪器H_(AB)-2型岸用光学测波仪和波高观测方法进行了对比试验。通过35次海浪观测资料表明,用H_(AB)-2型比H_(AB)-1型岸用光学测波仪观测海浪、波高准确度提高0.2米。在四种波高计算方法中,选择了平均位置法作为最佳海浪观测计算方法。     

利用海底磁场观测数据估算海浪运动方向

本文提出一种利用海底磁场观测数据获得海浪运动方向信息的方法。首先,基于电磁感应原理,推导出海底地形水平条件下三维海浪感应磁场表达式,据此可以计算海浪感应磁场,并可以得到海浪感应磁场方向。理论分析表明,海浪感应磁场的方向与海浪运动方向一致,这为利用海浪感应磁场估计海浪运动方向提供了方法理论基础。本文从南黄海海底观测磁场数据中提取了海浪感应磁场,然后采用时频方向谱方法(Spectral-Directionalogram,简称SD)估算出海浪运动方向谱,即海浪运动方向,并与第三代海浪模式WAVEWATCHⅢ的海浪运动方向进行对比。在平潮期内两者吻合较好,误差在10°以内,但在涨落潮时,基于海底磁场数据估计的海浪运动方向谱精度较低。     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法 Ⅱ.方法的验证、比较和应用

采用Longuet－Higgins形式的方向分布函数作为已知谱，用模拟数据检验了作者所提出的估计方法EEV的合理性，并与扩展最大似然方法（EMLM）及Lygre等（1986）的最大熵方法（MEM）作了比较．在验证和比较中，使用纵摇-横摇浮标、星形阵列和CERC阵列作为复合阵列。计算表明，EEV优于EMLM和MEM。最后将EEV和EMLM两种方法应用于仪器阵列的外海观测数据，得到了比较合理的海浪方向谱。     

波浪传感器的现状与展望

近二、三十年来,由于军事、海上航运、海洋资源开发和利用等方面的需要,海浪观测仪器和技术得到了迅速发展。现在,海洋应用卫星遥感已从试用阶段逐步成熟起来,一些先进的海洋国家正在形成以观测浮标为主的卫星、飞机、浮标、船舶和沿岸观测相结合的综合海浪观测系统。我国从1956年起,首先在青岛附近的小麦岛海浪站开始使用岸用光学测波仪观测海浪。目前,我国已基本上形成了以岸用光学测波仪为主的沿海波浪观测网,并积累了大量资料。这些资料在我国的海浪研究和社会主义建设中起了很大作用。在海浪观测仪器方面,与一些     

实测海浪方向谱的统计特征

本文根据仪器阵列测量和“９５６”测波浮标获得的个例方向谱资料,分析了不同波场类型的实测方向谱形状;计算了海浪能量圩方向和频率的实际分布;结合实测的风要素,探讨了由台风边缘大风和寒潮大风引起的风浪峰频组成波方向与风向的对应关系。     

三亚湾X波段雷达海浪比测试验研究

近年来,X波段雷达已经成为重要的海洋现场观测设备,应用越来越广泛,但其在复杂天气条件下的观测准确性还需要进一步探讨。因此,为了验证X波段测波雷达对于海洋波浪的观测性能,对安装于我国三亚市三亚湾的X波段雷达设备及布放在该区域的波高仪进行了海浪比测试验,通过对压力测波与X波段雷达测波两种不同探测机制在不同海况下实际海浪观测数据结果的分析可以得出：X波段雷达对于海浪观测的结果较为理想,与压力测波结果相关性较高,在不同天气条件下,均能够准确地反演大范围海域的海浪信息。根据研究结果,X波段雷达的波浪现场观测数据完全可以达到海洋环境监测的要求。     

Observations and Estimations of Directional Spectrum of Sea Waves

The directional spectrum is one of the basic characteristics of sea waves. The observations of directional spectrum of sea waves were successfully conducted at platform Bohai 8 during 1991 and 1992 using a wave gage array for the first time in China. Based on the field data, the directional spectrum which depends on the wave growth is given in this paper. Before observations, the effects of the type of gage array, the distance between the gages and the platform itself on the measured results and the precision of some methods for estimating the directional spectrum were investigated and compared with the methods of numerical simulations and model tests of multi-direcitonal irregular waves. This ensures the quality of the observations and estimations of the directional spectrum.     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法Ⅰ.方法的导出

基于交叉谱矩阵可以按本征值划分为信号和含有噪音部分的思想，提出了一种自直接测量数据估计海浪方向谱的方法。该方法称为扩展本征矢方法（EEV），可应用于单点测量系统、仪器阵列以及由二者构成的复合阵列。现有的某些估计方法（如最大似然方法及其扩展形式等）仅是此方法的某种特例。     

Analysis of Wave Directional Spreading by Bayesian Parameter Estimation

A spatial array of wave gauges installed on an observatoion platform has been designed and arranged to measure the lo-cal features of winter monsoon directional waves off Taishi coast of Taiwan. A new method, named the Bayesian Parameter Estimation Method(BPEM) , is developed and adopted to determine the main direction and the directional spreading parame-ter of directional spectra. The BPEM could be considered as a regression analysis to find the maximum joint probability of parameters, which best approximates the observed data from the Bayesian viewpoint. The result of the analysis of field wave data demonstrates the highly dependency of the characteristics of normalized directional spreading on the wave age. The Mit-suyasu type empirical formula of directional spectrum is therefore modified to be representative of monsoon wave field. More-over, it is suggested that Smax could be expressed as a function of wave steepness. The values of Smax decrease with increas-ing steepness. Finally, a local directi     

Analysis of Directional Spectra and Reflection Coefficients in Incident and Reflected Wave Field

In this paper, the modified Bayesian method for the analysis of directional wave spectra and reflection coefficients is verified by numerical and physical simulation of waves. The results show that the method can basically separate the incident and reflected directional spectra. In addition, the effect of the type of wave gage arrays, the number of measured wave properties, and the distance between the wave gage array and the reflection line on the resolution of the method are investigated. Some suggestions are proposed for practical application.     

Estimation Approaches of ηUV,PUV and UV Directional Wave Spectra and Their Comparison

The observation and estimation of directional spectra of sea waves is one of the essential subjects of study of oceanic dynamics. On the basis of the irregular linear wave theory, estimation methods for i/UV, PUV and VV directional wave spectra are derived. By using ij and PUV data measured in-situ, directional wave spectra are estimated, meanwhile the virtues and defects of various spectra are comparied. This method provide a basis for the observations of sea waves.     

多向不规则波浪作用下群墩结构上爬高的计算研究

波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响,目前现有的研究大多是基于单向波浪进行的。为了研究方向分布对群墩结构上的爬高影响,基于规则波浪与群墩作用的理论解,结合多向不规则波浪的造波方法,建立了多向不规则波浪与群墩作用的计算模型,同时进行了物理模型试验对模型的有效性进行了验证。系统地对群墩周围及表面上的波浪爬高进行了计算分析,结果表明,方向分布对波浪爬高具有较大的影响,且不同位置处的影响并不相同,在实际的工程设计中如果按照单向波浪计算,可能低估或者高估群墩周围的爬高。     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法

采用Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ形式的方向分布函数作为已知谱，用模拟数据检验了作者是所提出的估计方法ＥＥＶ合理性，并与扩展最大似然方法（ＥＭＬＭ）及Ｌｙｇｒｅ等（１９８６）的最在熵方法（ＭＥＭ）作了比较，在验证和比较中，使用纵摇－横摇浮标，星形阵形和ＣＥＲＣ阵列作为复合阵列，计算表明，ＥＥＶ优于ＥＭＬＭ和ＥＭＥ。最后将ＥＥＶ和ＥＭＬＭ两种方法应用于仪器阵列的外海观测数据，得到了比较合理的海浪方向     

分析海浪方向谱的EEV方法的一种迭代形式

将Pawka为改进最大似然方法（MLM）而提出的迭代方案应用于扩展本征关方法（EEV），作为EEV的一种迭代形式（IEEV）。用模拟数据检验了IEEV的合理性，并与EEV作了比较。计算结果表明，IEEV的估计性状较EEV有改善。最后将IEEV及EEV用于分析仪器阵列的外海观测数据。