下载此文档

海浪谱公式总结.docx


文档分类:金融/股票/期货 | 页数:约17页 举报非法文档有奖
1/17
下载提示
  • 1.该资料是网友上传的,本站提供全文预览,预览什么样,下载就什么样。
  • 2.下载该文档所得收入归上传者、原创者。
  • 3.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
1/17 下载此文档
文档列表 文档介绍
海浪谱公式总结在此处键入公式。海浪谱的研究现状杨艺平摘要:海浪可视作由无限多个振幅不同、频率不同、方向不同、位相杂乱的组成波组成。这些组成波便构成海浪谱。此谱描述海浪能量相对于个组成波的分布,它是随机海浪的一个重要统计性质,它不仅包含着海浪的二阶信息,而且还直接给出海浪组成波能量相对于频率和方向的分布。它用于描述海浪内部能量相对于频率和方向的分布。本文主要介绍现今各种海浪谱研究方法,及其它们的优缺点,比较等。关键词:Neumann谱P-M谱Jonswap谱文圣常谱双峰谱二维谱 1概诉:海浪谱研究的意义海洋中的海浪,不像理论的波动那样的有规律,而是具有很大的随机性。在同一个地点很难确定某一时刻的的波高有多高,也很难由某一个时刻波浪的大小来预测另一时刻该地点的大小。海浪可视为一个随机过程。海面上杂乱无章高低的海浪现象,似乎无规律可循,但作为一种随机现象有服从统计顾虑的。运用统计学的概念和方法,不仅可以分析海浪的对外表现,而且还可以研究海浪的内部结构。海浪谱就是描述海浪能量相对于个组成波的分布,故又名“能量谱”、“功率谱”和“方向谱”。。海浪谱不仅表明海浪内部由哪些组成波构成,还能给出海浪的外部特征。比如,理论上可由谱计算各种特征波高和平均周期,利用这些特征量连同波高与周期的概率密度分布,可推算海浪外观上由哪些高低长短不同的波所构成。若已知海浪的谱,海浪的内外结构都可得到描述,因此谱是非常有用的概念。事实上,海浪的研究,大多和谱有关。 2海浪谱的研究途径目前,获得海浪谱的主要途径是拟合观测数据的分析结果主要方法有二:一是利用观测得到的波高、周期的推导,得出半理论、半经验形式的海浪谱;二是利用某一固定点测得的波面随时间变化的这段记录,来推算相关函数,然后求谱。也有通过建立能量平衡方程式来求谱。目前得到的谱,主要是建立在观测数据的基础上求出的。但由于目前尚缺乏精确的风和海浪的观测资料,故已提出的一些谱,彼此相差较大。 3海浪谱的数学表达式上世纪50年代,Longuet-Higgins用赖斯分析电子管的噪音电流的方法,将无限多个不同振幅,频率和初始相位角的余弦波叠加在一起来描述某一个固定的海平面,即其中为均匀分布在的随机量。如果将圆频率介于~+范围内其结的各组组成波德振幅平方之半叠加起来,并除以包含这些组成波德频率范围果将是一个得函数,令它为,则有组成波的平均波能为?ga/2,因此全部组成波的总能量为E?2 n??ga n?1?2n/2 显然上式等号左边项的含义相当于间隔内全部组成波德能量和,故S(w)即相当于单位频率内的平均波能,称为波能密度。海浪的总能量有所有组成波提供,函数未出了不同频率的间隔内组成波提供的能量,因此实际上S(w)就相当于波能密度的相对于组成波频率的分布函数,称为波能谱。经傅里叶函数转换可得有协方差确定的能谱表达式:S(w)?2 ????)cosw?d?0R( 如何求谱的及具体形式呢?主要方法有二:一是利用观测得到的波高、周期的推导,得出半理论、半经验形式的海浪谱;二是利用某一固定点测得的波面随时间变化的这段记录,来推算相关函数,然后求谱。也有通过建立能量平衡方程式来求谱。目前得到的谱,主要是建立在观测数据的基础上求出的。上图是典型的海浪一维谱的示意图。它的特点是能量集在一个比较集中的窄频带内,曲线关于极大值不对称极大值左侧的谱形式曲线较陡,而右侧曲线较平缓。据此曲线,普曲线写成下列形式: S(w)?A?B/wnemw A取主要做作用,谱值随w而减小。下面将介wm其中m,n,A和B为待定的常数。该式的助于奥特点是对于较小的w来说指数部分取主要作用,谱随着w而增加,对于大的w, 绍到的各种形式的谱其实是通过实测资料而得出了不同的关于上面提到的参数的求法而已。下面按时间顺序依次介绍各种谱的特点。 4各种形式的一维谱简介谱 Neumann最先依据观测资料绘制了下图,其中横坐标代表2,纵坐标为对数坐标H/T2.。图中的点很分散,但是可以看出,某一周期的海浪虽然有不同的波高,但不能超过一上限,此上限为图中的一直线表示,可表为 gT2?()H2?U………………………………………..(1)?C1eT2 根据前面所讲的谱的概念,波高是各随机正弦波叠加的结果,由于其中频率与相近的波,其位相也相近,可认为对H贡献最大,因此: H2?w??w w??w2?(2a(w))……………….(2) 根据上式和一维谱的定义,可得 H2(w)S(w)?………………………………..(3)8?w (1)(3)式结合,并令C1?C2?T,再利用关系T? 可得到谱的形式:2?,于是w 其中U为海面上米高处的风速;常数C=/s2 右图为三种不同风速下的Neumann谱。可以看出谱的显著部分集中在以窄频内,随着风速的增大,谱线下的面具和显著部分的频率范围都变大,

海浪谱公式总结 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.

非法内容举报中心
文档信息
  • 页数17
  • 收藏数0 收藏
  • 顶次数0
  • 上传人feng1964101
  • 文件大小24 KB
  • 时间2019-02-22