發(fā)布時間：2020-04-07 04:46

【摘要】： 海浪要素的統(tǒng)計分布是隨機海浪理論研究的核心問題。在線性海浪理論框架下，以Longuet-Higgins (1975，1983)和孫孚(1987，1988)的工作為代表的基于波包的海浪要素統(tǒng)計理論取得了很大發(fā)展。最近，Stansell et al.(2004)和Zheng et al.(2004)指出了局地波浪要素與單個波波浪要素統(tǒng)計分布之間的差異，并作了相應(yīng)的離散化修正。修正后的分布克服了原理論的一些缺陷。參照其修正思想，本文提出了改進(jìn)的波高與波長聯(lián)合概率密度分布函數(shù)(PDF)，該分布函數(shù)在物理意義上更接近于單個波波高與波長聯(lián)合分布。由該分布得到的平均波長等于跨零點平均波長，解釋了孫孚(1988)提出的平均波長計算公式的合理性。 海浪的平均波長是海洋工程、海洋遙感等許多研究和應(yīng)用領(lǐng)域所關(guān)注的一個重要的環(huán)境參量。基于修正后的海浪要素統(tǒng)計分布理論，考慮了局地波要素和單個波波要素PDF之間的差異，本文提出了更為合理的利用海浪波面位移記錄估算單個波平均周期和平均波長的方法。借助于Hilbert變換技術(shù)，利用該方法統(tǒng)計實驗室風(fēng)浪的平均周期和平均波長，提出兩者之間的一個新的經(jīng)驗換算關(guān)系，解釋了Xu et al.(1999)提出的經(jīng)驗換算關(guān)系式中系數(shù)偏大的原因。新?lián)Q算關(guān)系與Xu et al.(1999)提出的有較大差異，與Kinsman(1965)給出的很相近，盡管后者的推導(dǎo)存在理論缺陷。 海浪的波陡是海洋工程所關(guān)注的一個重要的特征量。根據(jù)孫孚建立的線性海浪局地波要素統(tǒng)計分布的理論框架，已提出了一個海浪波陡的理論分布函數(shù)。本文在海浪為正態(tài)窄譜過程的假定下，，利用Stansell et al.(2004)和Zhenget al.(2004)提出的離散化修正，推導(dǎo)出一個新的波陡概率分布函數(shù)。新分布函數(shù)數(shù)學(xué)形式更為簡單，物理上更接近于單個波波陡分布，并且克服了Zheng etal.(1999)導(dǎo)出的理論分布在零波陡處概率密度不為零的理論缺陷。利用實驗室風(fēng)浪水槽進(jìn)行波陡分布測量，將實驗獲得的波陡分布與理論分布做了比較。比較表明相比于Zheng et al.(1999)給出的分布，新的分布與數(shù)據(jù)符合得更好，特別是在小波陡附近。新分布在小風(fēng)速以及中等風(fēng)速下能夠較好地描述風(fēng)浪的波陡分布特征，但是在大風(fēng)速時，理論概率密度偏小。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：P731.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 鄭桂珍,徐德倫;Probabilistic Models for the Probability of Wave Breaking and Whitecap Coverage Based on Kinematic Breaking Criterion[J];China Ocean Engineering;2004年03期

2 孫孚;三維海浪要素的統(tǒng)計分布[J];中國科學(xué)(A輯 數(shù)學(xué) 物理學(xué) 天文學(xué) 技術(shù)科學(xué));1988年05期

本文編號：2617466