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 Study of Wave Energy Spectrum in Shallow Water

Wave energy spectrum in shallow water can be studied in wind wave channel in combination with irregular wave- maker. Fetch length is successfully extended and by 'Relay' method the corresponding spectrum pattern and the wind velocity scale are obtained.

非静压方程与波作用谱模型的波浪传播嵌套模拟

为了合理描述波浪从大尺度范围到小尺度范围传播变形,将基于求解相位平均的波作用谱模型和求解相位的非静压波浪模型进行嵌套。非静压模型的嵌套边界条件由波作用谱模型计算得到的波浪谱经过空间和频率插值提供。波浪在等水深地形和斜坡地形上传播的嵌套模拟算例结果表明,嵌套模型可以获得较为准确的波高、周期以及波浪谱,可以合理描述波浪从大范围区域向小范围区域的传播。

利用水平阵模态域波束形成判别声源深度

针对近水面声源和水下声源的深度判别问题,根据近水面声源难以激发低阶模态的物理现象,研究利用声源波数谱结构和波数位置的不同来分辨近水面声源和水下声源。通过采用最小方差无失真响应的谱估计方法进行模态域波束形成,补偿水平阵各阵元之间各号简正波的相位差,获得主瓣窄、旁瓣低的声源信号波数谱。波数谱的波数位置与频率呈近似线性关系,水中声速剖面、海底参数、海深都会影响波数谱的具体结构和位置。此外,声源信号的到达角估计误差同样也会影响波数谱主瓣的位置估计。数值仿真结果表明,在浅海负跃层声速剖面条件下,可利用水平阵模态域波束形成判别声源深度,区分近水面声源和水下声源。

非对称系泊系统作用下浅水浮式海洋平台运动耦合分析

选择地理位置、区域环境较为关键的岛礁,建立浅水浮式海洋平台,具有重要意义。应用在岛礁浅水区域的浮式海洋平台,由于受地理环境限制,很难设计对称式系泊系统。因此,本文设计2种典型非对称式系泊系统布置方案,基于TMA浅水波浪谱理论,对2种非对称系泊系统作用下浮式平台的水动力响应进行时域数值计算,计算结果与对称式系泊系统作用下结果对比分析,获得了非对称系统状态下平台运动响应特点及系泊张力分布特点。

浅水波长计算问题

浅水波周期保持常值,而波长缩减时其计算需进行迭代。提出了两个精度较高的经验公式供计算应用。水深波长比差值ΔLD0的变化规律反映出浅水波长缩减为一复杂过程,并与波能密度加大相关。LD0≤0.14时,特别是LD0=0.056前后,其特征会更加显著,由此可探讨波长变化的内在机理。

浅海非线性波浪荷载谱的研究

本文应用理论推导及数值计算方法,对浅海非线性随机波浪的荷载谱进行了研究;将波面方程、海水质点的水平速度及加速度分解成一阶和二阶分量,通过引入Hermite多项式,得到了波面方程与其一阶分量的自相关函数之间的关系,从而确定了一阶波面分量的谱密度,进而得到了单位桩柱长度上的波浪力及总波浪力的谱密度。

浅水区波浪特征的变化

基于波浪整体物理模型试验结果,研究了波浪从深水到浅水传播过程中的变化。结果显示,波浪从深水区传至浅水区后在一定位置处,波高统计值明显增大,波面过程分布从深水区的正态分布变为浅水区的三参数Weibull分布,而谱型则由深水区的JONSWAP谱变为浅水的Wallops谱。

响水海域畸形波特性初探

基于"单波波高大于两倍有效波高且有效波高大于1 m"的浅水畸形波定义,从江苏响水站连续3 a的波记录中挑选出畸形波数据,对其进行谱分析和小波分析。谱分析显示该海域波浪呈现典型的双峰特性。小波分析的结果可分成两类,均显示畸形波出现时刻低频成分的能量显著增高,而高频成分的能量在第一类中相对较低,在第二类中很小可忽略。将该小波谱和前人文献中描述的一种典型畸形波的小波谱进行了对比,并通过计算Irribaren系数证实了该海域长重力波存在的可能性,为低频成分的来源提供了依据。并通过波向和发生季节对畸形波所在波记录进行了初步的统计分析。

不规则海浪谱造波及波浪由深至浅传播的演化研究

该文通过试验方法研究了中山大学深浅水水池波浪传播过程,对规则波和不规则波在不同水深、周期条件下的波浪在深浅水传播变化特征进行了描述。结果表明:在不规则波作用下,随着波浪在浅水的继续推进,波浪的能量频域分布出现显著的2倍频谱峰值;无论是否波浪破碎,浅水区波谱的波浪的主频仍与入射波的频谱峰值保持一致,但谱形变宽,产生一些高频的波浪;涌浪传播到浅水区,能量在频域内重新分配,激发出基本频率的整数倍频。研究成果可以为工程实际以及波浪在深浅水地形传播的数模研究等提供试验数据和参考。