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以子波变换分析高频组成波周期信息并对超射现象进行动力学研究。高频波相位相互耦合,其能量变化以主频波周期为特征时间尺度。主频波对高频波有调制作用并可导致高频波的混沌运动。高频波在混沌海中破碎机会较多,始终不能积累较高的能量,其能量低于其作为主频波时具有的能量。 相似文献
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潜堤对波浪传播变形的物理模型试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以不可渗透光滑潜堤为研究对象,基于波浪水槽试验,分析了规则波和不规则波通过淹没梯形潜堤时的波浪外部形态变化以及内部能量变化规律。探讨了不同波浪要素(周期、波高、淹没水深)对潜堤附近波高影响的变化规律。同时,探究了潜堤斜坡坡度、堤顶淹没水深对波浪频谱在频域分布的影响。研究结果表明:当波浪通过潜堤时,波浪主频能量衰减,波浪能量由低频向高频移动;潜堤斜坡坡度越大、堤顶水深越小,波浪主频能量衰减越剧烈;波浪通过潜堤后高频波能量占潜堤次生波能量的1%~30%。 相似文献
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采用能量聚焦的方式产生深水破碎波,并通过增加输入波陡使发生不同强度的波浪破碎现象。实验中,沿水槽中心位置布置22个浪高仪,分析波浪传播过程中的波面演化特征。对水槽不同位置处波面数据进行波能谱与小波能谱分析,发现在聚焦波传播过程中,低频能量部分保持相对稳定,而一次谐波高频部分先逐渐拓宽,经过破碎区域后又逐渐恢复。能量在高频部分有所损失,这种现象在破碎时更加明显,且破碎强度越大,越显著。波浪未破碎时,由于波浪传播过程中高频部分拓宽,导致聚焦前后特征频率略有增加,特征群速和特征周期略有减小;当波浪破碎时,由于破碎导致的能量损失比较明显,且卷破时更加明显,导致破碎后特征频率减小,特征群速和特征周期增大。 相似文献
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为了研究独立高斯型波群在中等水深条件下的非线性演化情况,进行了多种波况的物理试验,重点分析了波浪各要素对波群非线性演化的影响。试验结果表明,波陡在波群演化中占主导作用,其次是波群的谱宽,前者引起的非线性主要体现在高阶谐波的能量变化而后者引起的非线性主要体现在自由波能量的变化。频带下移现象只在大波陡情况下才会发生,随着波陡的增加,频带下移发生的相对更早,随着波群的谱变窄,频带下移相对越明显。波陡的增加会使得波群更早的开始分裂。大波陡的波群在演化中会发生破碎,破碎的类型以崩破为主,并且崩破是间歇发生的,连续崩破发生的距离约为1.0～1.5倍波长。此外,破碎引起的能量损耗主要来源于主频和高频成分波,耗散率约10%～18%,平均每个崩破能耗约为初始能量的2%。 相似文献
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采用流体体积(VOF)方法捕捉自由表面,结合有限差分方法求解N-S(Navier-Stokes)方程、k-ε模型封闭,建立数值模型,并使用该模型模拟非平底地形条件下畸形波的生成。采用小波分析方法计算模拟结果的时频能量谱,基于计算结果分析非平底地形对畸形波能量集中程度和高频能量的影响。主要结论为:坡度小于1∶10的斜坡地形和无量纲水深变化小于0.333的曲线地形对畸形波时频能量谱的影响不显著;坡度大于1∶10的斜坡地形和无量纲水深变化大于0.333的曲线地形会显著影响畸形波的时频能量谱,随着坡度和无量纲水深变化的增加,时频能量谱中畸形波发生时刻附近,能量向高频方向移动,使得能量在高频端的分布范围增大,时频谱密度峰值减小;斜坡和曲线地形的特征变化对于畸形波能量集中度参数的影响不显著。 相似文献
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《海洋预报》2016,(5)
应用水平非均匀基流下球面行星波的传播理论,分析了夏季风爆发后孟加拉湾热源产生的Rossby波的频散路径及其与中国夏季大范围雨带分布的关系。研究结果表明:10—20d周期的Rossby波从孟加拉湾往北穿过中南半岛到达我国西南地区、进一步穿过长江流域到达华北和东北地区,其传播路径与我国夏季降水逐渐北移路径非常吻合,Rossby波的能量7—10d可以频散到当月的雨带区域;而30—60d周期的Rossby波传播路径主要分为两支,一支与10—20d周期的波路径一致,另外一支从孟加拉湾东传到菲律宾附近然后转向西北太平洋、到达日本及其以东沿海,之后继续往北美洲传播,与准定常Rossby波的传播路径一致,可以解释东亚-太平洋遥相关波列,其直接影响的范围主要分布在我国东部沿海及日本一带。对影响我国夏季降水的Rossby波传播过程中能量变化特征的分析表明:夏季低层850hPa上Rossby波传播过程能量不断衰减,扰动动能向基本流动能转化,而高空200hPa上Rossby波能量以振荡为主,波流之间相互转换。 相似文献
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基于浅水斜坡地形的物理模型试验数据,考察SWAN模型对实验室小尺度浅水波浪的模拟效果,进而检验其浅水项的模拟精度。模拟中采用直接输入初始测点的实测海浪谱进行造波,重点考察浅水中三波相互作用和变浅破碎两个源项,对不同工况下,SWAN模式在水深条件变化下的有效波高、谱平均周期、海浪谱演化的模拟能力进行研究。研究表明:模拟的有效波高较符合实测波浪的增长和衰减,但谱平均周期计算值明显偏小;海浪谱的能量转移机制同实测有较大区别,频谱模拟结果出现高频高估、低频低估现象。对两个源项进行对比分析得出三波相互作用对海浪谱的能量转换影响远大于变浅破碎耗散。想要提高近岸区谱平均周期和海浪谱的模拟精度则SWAN模型中三波非线性项的计算精确度仍需更多研究和改进。 相似文献
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基于非线性模型的畸形波模拟及其时频能量谱研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用VOF(volume offluid)方法实现了畸形波的数值模拟.将数值结果与线性理论(方程(5))计算结果进行了对比,发现数值模拟结果更能够反映非线性特征.使用小波分析方法研究了畸形波的时频能量谱,发现形成畸形波的过程中存在很强的波浪非线性相互作用,使得波浪的能量向高频端转化.变水深地形可以加强波浪的非线性相互作用.使得转化到高频端的能量更多,产生畸形程度更大的畸形波. 相似文献
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畸形波生成、演化过程时频能量结构研究 总被引：1，自引：0，他引：1
基于流体体积(VOF)方法建立完全非线性波浪数值模型,控制方程采用雷诺时均方程和k-ε方程,使用该模型模拟了畸形波的生成、演化过程.在此基础上,使用小波分析法重点研究了畸形波生成、演化过程中波浪序列的时频能量结构.研究结果表明,畸形波生成前、后出现的过渡大波虽然不满足畸形波定义的所有指标,但其能量瞬时集中程度仍然很高,包含大量高频能量,内部结构和畸形波完全类似,应该引起重视. 相似文献
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原始方程线性模型允许两类波(罗斯贝波和重力波)的解,这两类波的振幅由初始条件确定。大尺度的罗斯贝波在结构和相速度方面类似于大气中观测到的瞬态波运动。而另一部分解大尺度的重力波所具有的频率超过了观测到的大尺度气流的频率一个多数量级。于是,象这样大尺度高频重力波在大气中不存在,或者至少它们具有非常小的振幅。另一方面,在大尺度气流的模式中,基于非线性方程,如果初始资料不满足风场和质量场之间的弱平衡,则大振幅高频振荡就建立起来了。象这样虚假的高频重力波振荡叫作气象噪音(Hinkelmann1951)。 用所建立的时间和(或)空间耗散模式,这些虚假高频振荡在一定周期的时间之后就消亡了。其长度取决于初始资料不准确的程度和取决于耗散的强度。在多数情况中,阻尼周期的长度或许小于24小时,至少对于较高频是如此,在这期间,振荡损害了质量场,特别是散度场的计算,从而损害了垂直运动和降雨量的计算。 相似文献
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越洋海啸会受大洋海脊的引导以俘获波的形式沿其传播上万千米,其携带的巨大能量会严重影响远场地区、威胁海岸地区的安全。本文基于MIKE21-BW模型,分别模拟0°(直海脊)至90°(直角弯曲海脊)不同弯曲角度海脊上俘获波的传播变形过程,并定量比较其能量分配。结果表明,海脊俘获波传至海脊转弯处,少部分能量会泄露出海脊重新以自由波的形式扩散至整个海域;部分能量会被反射回来形成与初始海啸波相反方向的俘获波沿海脊传播,反射的能量会随着海脊弯曲角度的增加而增加;还有一部分能量继续沿着弯曲的海脊向前传播,其随着海脊弯曲的角度增加而减小。 相似文献
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并矢相关谱分析方法在非线性资料分析中的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
本文利用到率并矢相关谱估计方法,对青岛月平均气温（1896年1月—1992年12月）足赤道局部地区日表层水温（0°±0．5°S,165°±0．5°E;1986年12月6日—1991年11月16日）进行了谱分析,结果表明：青岛气温除具有1年周期的主频振荡和二倍峰频处0．5年周期二阶非线性耦合效应外,还隐含有2年周期的低频耦合振荡及0．4年周期的高频耦合振荡;赤道局部地区日表层水温含有90天,63天,50天,40天和29天等几个主要的低频周期振荡。 相似文献
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研究了基于GPS高频数据进行海浪测量的方法。利用TRACK解算得海上载体高精度的垂向位移,经浪潮分离提取海浪信号,分别采用相关函数法和周期图法估计海浪信号的功率谱,并计算海浪要素。利用实测数据进行试验,结果表明,周期图法推算的平均波高和平均周期精度较高,与测波仪结果差异分别小于2cm和0.25s,基于GPS高频数据的海浪测量方法可有效反演海浪要素。 相似文献
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由于涌浪与风浪在特征物理参量及成长、衰亡上的显著不同,区分风涌浪以及研究涌浪对风浪的影响尤为重要。本文使用2013年及2015年大洋中的WaMoSⅡ测波雷达观测数据,研究了涌浪对风浪能量的影响。由于测波雷达仅使用了9s的有效周期作为谱分离判据,其所得风浪有效波高显著高于PM谱充分成长关系给出的波高。因此本文结合2D法与1D法,加入风速、风浪夹角、波龄等要素给出新的判据,重新对风、涌浪进行了分离。通过对比不同的波龄判据,发现当波龄取1.5时,所得结果与PM谱吻合良好。以Toba-3/2定律为基础,研究了不同类型涌浪对风浪能量的影响。发现三种类型涌浪存在时,风浪能量及有效波高整体上都有所增加,其中尤其以反向涌浪存在时增加最多。 相似文献
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全球海洋高频波动主振荡周期的纬向带状分布特征 总被引：2，自引：2，他引：0
基于1992年10月至2000年12月的TOPEX/Poseidon和ERS-1/2卫星高度计资料,分析了周期短于150d的高频波动及其能量的空间分布特征.在功率谱密度计算基础上,分析特定频段所含能量占周期短于150d的高濒波动总能量的百分比,发现该频段最强振荡(下文称主振荡)所对应的周期从近赤道的1个月逐步增加至南北纬30°附近的4个月,进一步分析表明主振荡周期的这种变化是连续的,与西向行星Rossby波的相速随纬度增加而变慢相对应.主振荡所对应的周期在全球海洋中呈显著的带状分布.进而表明在14°N(S)附近60d周期的振荡除通常所认为的由于潮汐混淆所造成的虚假信号之外,主要是行星Rossby波形态的真实信号. 相似文献
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风浪超射现象的研究 Ⅰ.实验分析 总被引：1，自引：1，他引：0
对风浪超射现象进行实验研究,由于峰频率谱值不易精确定,因此通过谱分析不易获得精确的风浪超射曲线。在风浪槽中４个风区处观测随风时成长风浪,以子波变换分析风浪资料,结果表明,风浪高频组成波在成长中姓能量超射,与Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ等结果相比,该能量超射幅度更大。 相似文献
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波群演化有非常特殊的物理现象。模拟这一过程要求模型具有较好的色散性性能同时具有良好的波幅离散性能、非线性性能。采用分层Boussinesq类方程对深水波群得到非线性演化开展数值模拟研究。利用Stansberg(1993)的物理实验验证了分层Boussinesq方程波浪模型在该研究中具有很好的适用性和较高的精度。模型较好地预报了组成波的倍频、和频及差频波浪。越接近造波板,结果吻合的越好。随着长时间的演化,主频部分的组成波的波高数值结果要大于实测结果,高频部分的组成波出现明显差异。 相似文献