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海浪折射波高的数值计算 总被引：2，自引：0，他引：2
路季平 《中国海洋大学学报(自然科学版)》1978,(2)
一、引言 海浪传播到浅海区域,由于海底地形变化等因素的影响,要明显地发生折射现象。海浪折射现象的研究,对于设计防波堤和其他水工建筑物具有重要的实际意义。 海浪折射的重要问题是绘制折射图、计算波动强度和波高值。早期折射图的绘制,是根据波浪传播的特性用手工绘制,后来又借助于折射板绘制,利用所绘制的波向线再来计算折射波高,这些方法精度差,费时间。由于生产发展的需要,对海浪折射的计算 相似文献
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计算波群折射的方法及其应用 总被引：3，自引：0，他引：3
根据汪炳祥１９８提出的普遍几何群速概念和波群波向线及其波向线散开因子方程，提出一种计算和绘制波群折射的数值方法。为使本方法较具普遍性，将旋转坐标系引入控制方程并予以变形与简化。数值计算采用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法。将上述方法应用于胶州湾湾口附近海域的波群折射计算并绘制其折射图。将计算结果分别与依几何群速建立的波群折射和单频率波折射结果比较，可明显地看出基本方法的结果优于后两者。 相似文献
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考虑底摩擦的波动折射绕射联合摸式的应用 总被引：3，自引：0，他引：3
本文利用考虑底摩擦的简单波折射绕射联合模式计算了某港附近区域中海浪要素.用本文结果与用简单波折射模式计算所得的结果及与1985年一次台风期间的实际观测资料作比较可以看出,用本文给出的模式算得的海浪要素是合理的,计算结果与实际观测相当好地一致.可以断定,这种模式对于计算复杂海底地形上的近岸波要素是有效的. 相似文献
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本文基于海浪波折射现象和浅水波理论,提出了一种基于单景高分辨率光学遥感影像的浅海地形提取方法。首先,基于浅水波理论推导出适用于浅海区域的水深与海浪波长、频率的定量关系,针对近岸光学遥感图像复杂的海浪特征,讨论了两种海浪波长提取方法,即FFT方法和剖面线法。然后提出了基于长距离波长波动分析的海浪频率计算方法,解决了单景遥感影像的波浪频率计算难题。最后,利用单景QuickBird高分辨率光学遥感影像,以海南岛三亚湾为研究区域进行了应用实验,结果表明,对12m以浅的浅海区域,在不需要任何辅助参数的情况下,反演获得了浅海地形(DEM),经与1:25000比例尺海图的水深对比验证,地形趋势吻合良好,反演水深的均方根误差为1.07m,相对水深误差为16.2%,表明该方法适合于浅海水下地形的提取,且具有无需实测水深数据和环境参数的支持的优点。 相似文献
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当前,基于第三代海浪模式的波-流相互作用研究,通常仅考虑背景流场对海浪群速度大小、方向的改变及其所引起的波浪折射效应,忽略了流场对波浪能谱的影响。本文以波-流相互作用源函数为切入点,利用MASNUM海浪模式进行理想实验,阐释了水平方向上的波-流相互作用对海浪能谱的改变以及对海浪模拟可能造成的影响。结果表明：水平流速梯度量级、水深、波浪成长状态以及流速梯度方向均可以影响波-流相互作用源函数的作用效果,使得有效波高、谱峰波向的模拟结果发生变化。在更符合实际的水平流速梯度量级下,波-流相互作用源函数对有效波高和谱峰波向模拟值的影响非常小;但考虑到涌浪的长距离传播,其对谱峰波向的影响仍可能明显改变涌浪的传播形态。 相似文献
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浅水环境下波浪能能流密度计算方法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文列举了3种波浪能能流密度计算方法,通过实测资料和数值模拟的实验,分析了3种方法在浅水环境中的适用性。分析得知,定义方法对浅水环境中的海浪特征考虑最为周全,计算结果最准确,但强烈依赖海浪谱的存在,适用面较窄;经验方法仅依赖常规海浪参数,对各种基础资料几乎都适用,但对波能能流密度的估计往往偏低,且不能明显反应出地形抬升对波能能流密度的汇聚效应;修正方法考虑了浅水的影响,通过适当的选取参数,可以给出较准确的结果,但对于大的波能能流密度值存在过高估计的问题。3种计算方法各有优劣,可以根据实际需要适当选择。 相似文献
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海浪对直立堤作用力的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
海浪对水工建筑物作用的研究是具有十分重要意义的.目前直立堤在海岸工程中仍然是一种广为采用的结构型式.众所周知,很早以来,人们就波浪对直立堤的作用力问题进行了广泛的研究,获得了不少成功的结果.但至今在工程设计中,关于海浪对直立堤作用力的计算方法仍是把复杂的海浪抽象成为规则波的形式,根据规则波的波高、周期来计算,并且大都借室内规则波的模型试验进行验证与订正.在这种计算过程中,目前多数在求得海浪参数时,是考虑了海浪的不规则性的,但在波压力计算本身,则又从规则波理论出发.因此,为建立工程上实用的海浪对直立堤作用力的计算方法,国内外都从各种途径进行着研究. 相似文献
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汪炳祥 《中国海洋大学学报(自然科学版)》1988,(1)
本文将既适用于平面笛卡尔直角坐标系又适用于球面坐标系的基本式同文献[16]中的波向线方程结合,导出波群的波向线散开因子方程。由此方程解出的散开因子是波群组成波的波要素的函数。据此因子连同浅水系数和摩擦系数就可求得波群的波动强度或波高沿波向线的变化。在一定条件下,所导得的方程便分别化为形同于相应坐标系中单频率波的。 所讨论的波群的折射是唯一地由水深变浅所致的。 根据线性势论,得到由波数、波向和频率都彼此稍异的两系正弦波迭加而成的简单波群,海洋中的波群虽较这复杂得多,但两者本质上是相同的。故所提方程可作为计算浅水域中波群的折射系数的模式。 相似文献
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多向不规则波浪生成的数值方法 总被引：4，自引：3，他引：4
实际的海浪是三维(多方向)的,海浪的方向分布对于海浪折射、绕射及泥沙运动等的研究具有重要的意义,因而人们利用多向不规则造波机对它进行物理模型试验研究.同时,基于合适的数学模型,可在计算机上产生长时段的多向不规则波浪,用于研究海浪的基本特性及其对工程建筑物的作用,也是一种方便经济有效的手段,这也是制作多向不规则波造波机控制信号的基础.因此,如何由数模有效地合成多向不规则波浪,日益受到人们的重视.常用的一种方法是把海浪看作由无数不同频率和不同方向的组成波线性叠加而成,因而将模拟二维波浪的方法[1]直接推广应用于三维波浪的模拟.但是这样模拟所得的波浪往往是空间上不均匀,时间上会重复出现,需要进一步研究改进.本文首先给出了多向不规则波的三种模拟方法,并对其模拟结果进行了分析检验,给出了较理想的海浪模式.在此基础上,研究了模拟所得波浪的基本特征和模拟参数的确定. 相似文献
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不规则波折射的数学模型 总被引：2，自引：1，他引：2
本文对光易型方向函数中的集中度参数Ｓｍａｘ进行了推算，得到了在不同底坡和入射角情况下，Ｓｍａｘ～ｄ／（Ｌｓ）。的关系曲线，从而较合理地给出了浅水区域的方向谱Ｓ（ｆ，θ）。本文用谱分量的线性迭加法建立了不规则波折射的数值模式，计算了具有各种理论方向谱的不规则波在平行直线状等深线海滩上的折射。其结果得到了不规则波折射系数ｋｓｒ的计算图。将所得的结果与用正弦波求得的值作了比较。另外，本文还探讨了方向谱的分割数与不规则波折射计算精度的关系，并对如何节省计算机时作了研究，从而确定了频率和方向的最佳分割数。 相似文献
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非平稳海浪过程谱估计最优设计 总被引：1，自引：0，他引：1
一、引言在随机海浪的描述中,谱的概念是大家所熟悉的.以有限长度的波面记录进行谱估计,在海浪谱分析理论中处于重要地位.常规谱分析方法的重要限制之一,就是将海浪过程视为平稳随机过程,即海浪的统计性质不随时间改变.但是,在许多情况下,例如,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.Tayfun等认为,将海浪过程视为平稳随机过程是由于非平稳随机过程谱的概念缺乏在物理上有意义、数学上有严格证明而提出的.严格说 相似文献
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联合第三代浅水海浪模式SWAN和三维海流模式POM,建立考虑海浪影响的三维风暴潮模式,利用该模式,在渤黄海区域,对温带气旋830315诱发的风暴潮进行数值模拟,从海表风应力、辐射应力、底应力三方面入手,对海浪对风暴潮的影响进行了数值研究.研究表明海浪通过风应力对风暴潮水位的影响最为显著,而波致辐射应力与依赖波流相互作用的底应力的影响只在渤海和北黄海相对明显;考虑海浪影响的风暴潮水住过程曲线模拟结果,比不考虑海浪影响的纯风暴潮模拟结果与实测水位曲线吻合的更好,尤其是在减水极值处,其相对误差不超过5.57%. 相似文献
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联合第三代浅水海浪模式SWAN和三维海流模式POM,建立考虑海浪影响的三维风暴潮模式,利用该模式,在渤黄海区域,对温带气旋830315诱发的风暴潮进行数值模拟,从海表风应力、辐射应力、底应力三方面入手,对海浪对风暴潮的影响进行了数值研究.研究表明:海浪通过风应力对风暴潮水位的影响最为显著,而波致辐射应力与依赖波流相互作用的底应力的影响只在渤海和北黄海相对明显;考虑海浪影响的风暴潮水住过程曲线模拟结果,比不考虑海浪影响的纯风暴潮模拟结果与实测水位曲线吻合的更好,尤其是在减水极值处,其相对误差不超过5.57%. 相似文献
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非结构化网格下大范围波生流模拟和应用 总被引：1，自引：0，他引：1
波浪破碎引起的沿岸流是近岸海域的关键水动力因素。利用基于缓坡方程得到的光程函数方程和波作用守恒方程建立了考虑绕射效应的大范围波浪传播模型,模型可以考虑流场的影响;将波浪模型计算得到的辐射应力、波浪紊动系数等参数添加到三维水动力模型中,得到大范围近岸波生流的计算模型。模型中流场和波浪可以共用计算网格,且可同步耦合计算;模型基于非结构化网格,可以拟合复杂岸线的变化。模型对波生沿岸流、环流和逆流进行了验证,同时对实际海域的波生流进行了计算,结果表明:该模型对近岸波浪破碎引起的波生流具有很好的精度和适用性,可用于实际工程的计算。 相似文献
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破碎是常见的海浪现象之一,研究海浪破碎现象在许多方面有重要意义.首先,海浪破碎是海-气相互作用包括动量、热量及质量交换的主要动力因素,而且波浪破碎还涉及到其它海-气边界过程,如海面白浪(whitecaps)、海洋表面气泡、大气贴水层水雾及海洋上层混合等[1,2];其次,由于破波施加于海洋结构物上的作用力(冲击力)远大于没有破碎时的波浪力,因此,在计算海上建筑物所受外力中,必须考虑破波的出现率及破波强度的影响;另外,波浪破碎会对波高产生影响,因此,在对波高作统计预报时也应考虑波浪破碎的影响[3];还有的学者认为,很多污染物在海洋中的扩散速度与波浪破碎率有密切关系[4]. 相似文献
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本文所用资料是由压力式测波仪测得,还选了海上四个站二个大风过程的资料,共择取80余段实测连续资料作统计分析。根据实测资料求得本海区浅水因子 H~*为0.10一0.20。在确定波要素分布函数时,假定其分布符合于 Weibull 曲线簇分布。即 F(P)=exp[-A(P)B]于本海区,从实测的波高资料知,拟合的 A、B 值随深度变化的范围都不大,故确定本海区坡高分布函数时可不考虑参量 H~*的变化,文中取 A、B 平均值。对波高的各阶原点距和中心距作了简单地讨论。也对波浪周期的分布作了讨论。最后,利用波高的分布函数讨论了①各种保证率波高间的关系;②部分大波的平均波高与平均波高间的关系。海浪是海洋动力学的重要组成部分,它对正确估算泥沙的搬运、合理开发和利用海洋资源、实施海洋环境保护等方面,均具有十分现实的意义。又,海浪本身是一种受制于多因素的相当复杂的自然现象,前人关于它的研究于本文所论海区是否适用?均有加以讨论的必要. 相似文献