数值二维随机波浪水槽的建立和应用

利用域内源造波和边界海绵层吸波的思想,建立了基于势波理论的具有良好适应性的二维随机波浪数值水槽。垂向采用σ—坐标变换,将随时间变化的不规则物理域变为不随时间变化的规则计算域,有利于不规则自由表面条件和底面条件的“严格”满足。数值试验表明,本数值模型可连续地产生理想的规则波和随机波而不受建筑物产生的反射波的影响,计算所得直立堤上的随机波浪力与试验结果吻合较好。     

回顾与展望

数学系创建于1977年。在完成全院各专业的数学教学任务的同时，积极开展了科学研究。在常微分方程、随机微分方程、偏微分方程、生物数学等基础数学和应用数学分支中取得了一批成果，并结合海浪、海流、潮汐、海洋工程、海洋气象、海洋地质、海洋生物及水产科学的研究获得了一些具有实用价值的成果。     

非平稳海浪过程谱估计的研究

在常规海浪谱估计中，海浪被视为平稳随机过程。然而，对由风暴引起的波场，有限风区波场，以及受折射，变浅和底部摩擦影响的浅水波场，则不能被视为平稳(或匀质)的。在某种意义上，可以说将海浪过程视为平稳随机过程是由于缺乏在物理上有意义的，     

波峰特征量的统计分布

本文在作者另文数值模拟得到的三维海浪基础上 ,进一步分析给出了三维波峰长度、高度及方向角度等特征量的统计分布。发现考虑海浪的方向性质后波峰分布不再是均匀连续的 ;波峰的长度分布受方向函数影响 ,方向分布越宽 ,波峰的平均长度越短 ,波峰的方向角分布越宽 ;波峰高度和长度在波峰高度较小时有很大的相关性 ,而在波峰高度很大时无关     

最大熵法与传统法海浪谱估计的比较

海浪功率谱是描述海浪波面随机过程的基本特征参数，它既可研究海浪能量相对于频率的分布，又可研究海浪波面对外表现的统计规律。因此，准确求出海浪频谱具有重要的实用意义。目前常用的海浪频谱估计自相关法和周期图法，它们都引进一些假设及某种权函数的主观意志。     

满足给定数字特征和谱的随机信号的产生

本文给出了满足给定数字特征和谱的随机序列的产生方法，即用无记忆非线性变换实现非正态随机信号的模拟．该法与Ｇｕｊａｒ法相比较，放宽了变量概率分布的限制，只要求变量矩的存在。同时考虑无记忆非线性变换对谱的影响，用异于Ｌｉｕ的方法在频域上求解输入正态分布随机序列的谱．     

随机载荷下的疲劳损伤计算公式

本文推导了随机载荷下的疲劳损伤计算公式。数值计算结果表明：Ｐ．Ｈ．Ｗｉｒｓｃｈｉｎｇ给出的公式在宽带情况下与实际情况不符；Ｇ．Ｃｈａｕｄｈｕｒｙ给出的公式在窄带情况下与实际不符；本文绘出的公式不仅适合于窄带，也适合于具有各种不同带宽的宽带随机载荷。     

Spectral Analysis of Nonlinear Drag Forces

The spectral properties of nonlinear drag forces of random waves on vertical circular cylinders are analyzed in this paper by means of nonlinear spectral analysis. The analysis provides basic parameters for estimation of the characteristic drag forces. Numerical computation is also performed for the investigation of the effects of nonlinearity of the drag forces.The results indicate that the wave drag forces calculated by linear wave theory are larger than those calculated by the third order Stokes wave theory for given waves. The difference between them increases with wave height. The wave drag forces calculated by use of hnear approximation are about 5% smaller than their actual values when measured in the peak values of spectral densities. This will result in a safety problem for the design of offshore structures. Therefore, the nonlinear effect of wave drag forces should be taken into comidemtion in design and application of important offshore structures.