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《海洋技术学报》2021,(4)
海浪是我国海洋环境业务化观测要素之一,也是海洋预报的重要参数之一,波浪观测仪器对海浪长期、稳定、准确的观测直接影响了科学研究和海洋海岸工程设计的科学性和合理性。为此,波浪观测仪器需进行室内实验室测试和室外海上测试,但目前进入业务化系统的波浪观测仪器一般只进行了实验室计量检定,缺乏现场测试评价。现阶段,用于波浪观测的主要仪器为重力式波浪浮标,为进一步检验重力式测波浮标的稳定性、可靠性,验证波浪数据的有效性、准确性,本文设计了实验室和海上比测试验,分析对比了国内外几种主流测波浮标的观测结果,总体来看,山东省科学院海洋仪器仪表研究所的SBF3-2型波浪浮标和国家海洋技术中心的SBF6-1型波浪浮标观测效果最好,准确性较高,稳定性较强。 相似文献
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利用大万山海洋环境监测站WaMoS Ⅱ雷达测量的数据与同步SZF遥测波浪浮标、SLC9-2型直读式海流计的数据分别进行了对比分析。结果表明WaMoS Ⅱ测波雷达获取的有效波高、波峰周期、表面流速、流向等海洋物理要素的变化趋势与SZF遥测波浪浮标获取的波浪数据及SLC9-2型直读式海流计测到的海流数据有较好的一致性。其中,2012年6月16—22日雷达和遥测波浪浮标对比结果为:波高、周期的相关系数分别为0.71,0.38,平均相对误差分别为23.3%,12.5%。6月28—29日的对比结果为:流速、流向的相关系数分别为0.83,0.89,平均相对误差分别为14.5%,4.1%。其中,WaMoS Ⅱ系统测量的有效波高值需通过对比分析进行校准,本文利用的对比分析数据时间序列较短,但经校准后,有效波高值的相关性仍可升至0.75。 相似文献
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对球形波浪浮标进行了静力学分析,并结合球形波浪浮标吃水线的一般设计要求得出了球形波浪浮标的平均密度与海水密度的关系式。利用球形波浪浮标在受到波浪激励时的运动响应方程并结合球形波浪浮标的结构参数特点,得出了球形波浪浮标在波浪激励下的升沉运动振幅与激励波浪振幅相一致的理论条件和结构参数。以国家海洋技术中心最新研发的直径480 mm球形波浪测量浮标为研究对象,结合海洋表面波分类特征,研究了该球形浮标体在常规波浪激励下的升沉运动响应的相关性能,并给出了在测量不同周期的波浪时,该球形浮标体升沉运动的理论响应振幅系数。通过以上分析得出了直径480 mm球形波浪测量浮标在测量周期为1 s以上的波浪时具有非常优越的随波浪升沉运动的性能。文章的相关分析为球形波浪浮标的进一步研究提供了理论基础。 相似文献
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针对精确测量波浪参数的问题,研究了波浪浮标测波算法。该算法对浮标采集的波浪运动速度谱进行带通滤波,进而对波浪速度谱和方向波谱进行处理和分析,最终通过有限傅立叶级数法计算波浪的有效波高、跨零周期和谱峰波向。通过模拟仿真和湖上对比测试,验证了算法的有效性和准确性,测量相对误差维持在 2%~10%范围内。该算法可应用于装载 GPS 或北斗定位模块的波浪浮标中,具有较广阔的应用前景。 相似文献
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电子罗盘在波浪浮标中用于实时提供波浪浮标所处的方位.为解决嵌入了Matlab的电子罗盘校准系统可移植性差、过程繁杂、运行速度慢的问题,设计了新的校准系统.将由14位串行A/D转换器Max194从波高数据采集系统中获得的模拟信号转换成的数字信号接入到微控制器中,微控制器负责控制方位数据的采样频率和A/D转换芯片,再利用串口转换芯片将输出的电平信号转换成RS232信号,由计算机对此进行处理.该系统采用了绘图功能完备、处理速度出众、可移植性好的ProEssentials结合VC++来处理多功能方位测试台采集到的方位数据,并绘制成采样数据比较图和误差图,来直观地展现电子罗盘的误差情况.实验测试表明,该电子罗盘校准系统具有可移植性好、功耗低、稳定性强、运行速度快的特点.该校准系统已经广泛应用于波浪浮标、3m浮标等的生产中. 相似文献
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GPS测波技术分析与初步实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
测波浮标是一种方便可行的波浪测量方法,首先分析了单点GPS接收机测波浮标的测量原理,然后做了单点GPS接收机测速实验和单点GPS接收机模拟测波实验,并对这两个实验的数据进行了分析处理,最后提出了单点GPS接收机测波浮标的初步设计方案,为进一步推动这项测波技术的国产化打下了基础。 相似文献
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根据投弃式波流测量传感器的功能及应用特点,提出了其浮标体的结构设计要求,并依此给出了所设计浮标体的主体结构。文中描述了所设计的投弃式波流测量传感器浮标体各部分的结构功能,论证了该浮标体在投弃式波流测量方面的结构优势。共研究了所设计的3种不同投弃式波流测量传感器浮标体结构,包括两种采用柔性浮力叶片的浮标体和一种采用刚性浮力叶片的浮标体。根据柔顺机构学理论分别建立了其中两种柔性浮标体的伪刚体模型。对比了刚性浮标体和两种柔性浮标体的伪刚体模型在波浪海流作用下的姿态特点,分析了各浮标体在波高测量时的误差原因,得出了其中C型柔性浮标体具有更好的随波浪和海流运动响应的结论。为更深入地进行投弃式波浪测量传感器浮标体运动学和动力学的相关研究提供了模型基础。 相似文献
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《海洋技术学报》2021,(4)
波浪观测是海洋观测的主要内容之一,对海浪的现场观测和深入研究对准确预报海浪具有十分重要的意义。本文设计了一种新型漂流式波浪浮标,采用高精度惯性导航模块作为测量元件,同时高频获取三轴加速度、角加速度、欧拉角、地磁数据,通过内置ARM处理器对测量数据进行波浪参数的采集和解算。浮标具有整体体积小、成本低的特点,既可以漂流观测,也可以定点锚系观测,能够实现对海浪的长期、大范围、高精度观测应用。本文通过该漂流式波浪浮标在2019年西北太平洋航次的观测应用,对西北太平洋黑潮延伸体海区和日本海区域海浪的有效波高、周期等波浪要素的时空变化特征进行了详细分析,取得了良好的测量结果。 相似文献
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《海洋技术学报》2021,(1)
为了更快、更安全地获得海浪参数,本文设计了一种无需降落伞的新型空投波浪测量浮标(Air-launched Wave Measurement Buoy,AWMB),阐述了其工作原理与关键设计。与普通空投浮标不同,该浮标依靠减速板达到安全降落的要求,结合有限元方法,通过计算减速板展开过程中所受到的不同阻力,获得减速板13种展开角度的阻力系数,并对数据进行3次曲线拟合,同时将展开机构视为曲柄滑块机构,从而计算出减速板展开速度,模拟浮标降落的运动状态。针对浮标降落中受到的空气阻力,校核主要受力结构的强度,对应用海洋固体材料的减速板结构进行改进,为该新型空投波浪测量浮标的降落安全性提供了理论依据。 相似文献
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Based on the Stokes wave theory, the capillary-gravity wave and the interfacial internal wave in two-layer constant depth''s fluid system are investigated. The fluids are assumed to be incompressible, inviscid and irrotational. The third-order Stokes wave solutions are given by using a perturbation method. The results indicate that the third-order solutions depend on the surface tension, the density and the depth of each layer. As expected, the first-order solutions are the linear theoretical results (the small amplitude wave theoretical results). The second-order and the third-order solutions describe the nonlinear modification and the nonlinear interactions. The nonlinear impact appears not only in the n (n≥2) times'' high frequency components, but also in the low frequency components. It is also noted that the wave velocity depends on the wave number, depth, wave amplitude and surface tension. 相似文献
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通过分析实验室风浪资料,研究风浪波高间的相关性以及波群中波高累积概率问题,发现风浪波高间相关性虽然主要发生在相邻波之间,但在隔1个波和隔2个波的波高间仍存在一定的相关性。谱宽度对波高间的相关性产生影响,但在相邻波、隔1个波和隔2个波情形下,谱宽度对波高间的相关性的影响方式不同。在相邻波情形下,谱宽度主要影响较大波高间的相关性,对各种高度波高间的总体相关性影响很小。而在隔1个波和隔2个波情形下,谱宽度对各种高度波高间的总体相关性有明显影响。根据实验结果提出含有波高相关因子的波群中多个波波高累积概率分布。 相似文献
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本文将小波分析用于波群结构和波群中波破碎的研究。实验结果表明,波群中波动的振幅不是关于波群中央对称的,而是波群前部波动的振幅较大。这种不对称性导致波群前部单个波的波陡较大,后部单个波的波陡较小,当谱宽度增大时波群前部与后部单个波的平均波陡之差增大。波群前部波陡较大导致波群前部的波动最容易发生破碎,而不是波群中央的波动最容易发生破碎,波群中波动最可能发生破碎的位置距波群中央的长度为波群长度的1/6。 相似文献
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Unified Water Gravity Wave Theory and Improved Linear Wave 总被引：2，自引：0，他引：2
Fu Yuhua Senior Engineer Structural Engineering Department China Offshore Oil Development Engineering Corp. Beijing 《中国海洋工程》1992,(1)
- Based on Least Square Method, this paper presents variational principle for handling various water gravity wave theories and the unified water gravity wave theory was given. By using this variational principle of unified water wave theory, two kinds of improved linear waves were derived. The first one uses the same boundary conditions which were applied to derive 5-order Stokes wave. The second one uses the accurate boundary conditions (Eqs. 11 and 12). The two improved linear waves were compared with the existing linear wave. 相似文献
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A numerical wave tank is used to investigate the onset and strength of unforced wave breaking, and the waves have three types of initial spectra: constant amplitude spectrum, constant steepness spectrum and Pierson-Moscowitz spectrum. Numerical tests are performed to validate the model results. Then, the onset of wave breaking is discussed with geometric, kinematic, and dynamic breaking criteria. The strength of wave breaking, which is always characterized by the fractional energy loss and breaking strength coefficient, is studied for different spectra. The results show how the energy growth rate is better than the initial wave steepness on estimating the fractional energy losses as well as breaking strength coefficient. 相似文献
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Joint Distribution of Wave Heights and Wavelengths and Distribution of Wave Steepness 总被引：1，自引：0，他引：1
ZHENG Guizhen LIU Xuehai XU Delun
Ph. D. Candidate Physical Oceanography Laboratory Ocean University of Qingdao Qingdao P. R. China.
Graduate Student Physical Oceanography Laboratory Ocean University of Qingdao Qingdao P. R. China.
Professor Physical Oceanography Laboratory Ocean University of Qingdao Qingdao P. R. China. 《中国海洋工程》1999,(2)
-A joint probability density is derived for wavelengths and wave heights.It is asymmetric anddepends only on the spectral bandwidthεdefined by Cartwright and Longuet-Higgins(1956).After that atheoretical probability density for wave steepness is obtained.It tends to Rayleigh distribution asε→0.Acomparison between theorethal steepness distribution and laboratory experiment result shows good agree-ment. 相似文献
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The experimental studies of the wave breaking effects on freak wave generation are presented within a finite-depth random wave train in a laboratory wave tank. The main attention is paid to the abnormal index,AI=Hmax/Hs,being used to characterize the freak waves,and the changes of the coefficient due to wave breaking. The results show that the occurrence probability of freak wave events in non-breaking waves is much larger than that in breaking waves and such occurrence in deep water is larger than that in ... 相似文献
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