一种快速非线性海浪数值仿真方法

在海面微波散射等海洋军事研究领域,关于非线性海浪的数值仿真问题日益受到重视。在借鉴已有研究成果的基础上,提出了一种快速的非线性海浪数值仿真方法,其基本思想是依据非线性海浪的统计特性对线性仿真数据进行非线性修正,从而得到所需结果。通过采用基于JONSWAP谱的线性滤波并依据B分布特性进行非线性修正的方法对深水无破碎二维非线性海浪进行数值仿真。分析表明,该方法能够快速而有效地模拟非线性海浪,所得仿真数据不仅体现了非线性海浪波面位移的偏态分布特性,而且在波动能量分布上,仿真结果与JONSWAP谱所代表的海浪记录接近。

基于雷达测波和mNLS方程的非线性海浪演化研究

雷达测波是目前唯一可以船载且具有较高精度的海浪信息测量方式,能够实时反映出舰艇当前航行海区的实际情况;基于mNLS方程则能够较好地描述海浪的非线性演化规律;立足于将雷达测波系统与mNLS方程进行融合的研究思路,利用小波陡ε≤0.3和窄谱条件Δf/f 0≤0.2对实测的雷达测波谱进行筛选,进而构造初始条件对海浪的非线性演化进行数值模拟。

基于非线性海面微波段多普勒回波的建模算法

基于线性波浪理论和尖波模型,分别仿真得到时变线性和非线性海面,并比较了不同海况下两种海面模型的统计特征。采用小斜率近似法求解微波段的电磁散射,并分析了不同条件下的回波多普勒谱。通过采用海浪反演算法验证仿真数据,证明了该建模算法的正确性。结果表明,非线性海浪表现出斯托克斯波浪的典型特性,海面的非线性效应在掠入射时对多普勒谱的影响更显著,并且进行了非线性修正的海面模型的电磁散射特性与实际海况的结果更加吻合。

二阶谱理论及其在海浪研究中的应用 Ⅱ.估计方法与应用

为了使人们能方便掌握、合理选择估计二阶谱的方法,对目前现有估计二阶谱的相关函数方法、周期图方法、TOR方法和CTOM方法作了较详尽地介绍,并比较了各种方法的优缺点,最后重点讨论二阶谱于海浪研究中的应用及已取得的成果。

随机海浪的列率谱分析研究

首次将列率谱分析的方法引入到随机海浪的研究。根据不同环境条件下实验室资料 ,对列率谱与频率谱进行了比较。结果表明 ,列率频对频率谱高频部分有明显改善 ,特别对二倍频含能段的分辨具有明显的优越性。另外 ,列率谱具有计算速度快、简单易行。

基于黎曼θ函数求解三阶薛定谔(NLS)方程的方法探索

非线性海浪已成为海浪研究领域中的热点,三阶薛定谔方程(NLS)是研究非线性海浪,尤其是畸形波生成演变规律的有效数学模型。文中与现有的多种求解三阶NLS方程方法的不同之处,在于运用黎曼θ函数求解周期性条件下三阶NLS方程的柯西问题,并给出了具体可行的简捷的求解方法、步骤,为运用三阶NLS方程的解析解分析海浪的生成演变规律,提供了新的技术支撑。