Numerical Simulation of Freak Waves Based on the Four-Order Nonlinear Schroelinger Equation     

张运秋张宁川  裴玉国 《中国海洋工程》2007,21(2):207-214

A numerical wave model based on the modified four-order nonlinear Schoedinger （NKS） equation in deep water is developed to simulate freak waves. A standard split-step, pseudo-spectral method is used to solve NLS equation. The validation of the model is firstly verified, and then the simulation of freak waves is perforated by changing sideband condi- tions. Results show that freak waves entirely consistent with the definition in the evolution of wave trains are obtained. The possible occurrence mechanism of freak waves is discussed and the relevant characteristics are also analyzed.  相似文献   

随机波浪中畸形波在三维岛礁地形上的试验研究     

邹丽  王爱民  王振  裴玉国  刘小龙 《海洋学报(英文版)》2019,38(6):92-99

在试验水池中，开展了波浪在岛礁地形上演化问题的研究。首先在实验水池中建立了西太平洋某岛礁地形的模型，然后采用改进的JONSWAP谱，由造波机产生不同周期、波高的随机波浪。试验中观察到了不同类型畸形波生成的过程及不同波面形态的畸形波。对偏度、峰度及水深与畸形波要素H_m/H_s（H_m表示波列中的最大波高， H_s为有效波高）的关系进行了详细的分析，同时，对畸形波波高H_fr与偏度的关也进行了分析。通过对试验结果分析，发现峰度与畸形波要素i>H_m/H_s呈正相关， H_fr增大时相应的偏度也会呈现增大的趋势。此外，水深的变化剧烈时（如斜坡、海山位置）有助于畸形波的发生。  相似文献   

数值模拟生成畸形波的一种新方法     

裴玉国  张宁川  张运秋 《海洋通报》2007,26(2):71-77

通过理论分析和数值模拟,结果证明利用Longuet-Hinggins模型可以得到包含畸形波的随机波列,但在组成波的初相位随机分布的条件下,畸形波发生的概率很低且其畸形程度较小。调整组成波的初相位,增加具有相同初相位的组成波个数,可增大畸形波发生的概率,而且所得畸形波的畸形程度也相应增大。将模拟得到的畸形波与实测畸形波进行了比较,发现它们的波形很相似,表明这种模拟方法是可行有效的。  相似文献   

Numerical Simulation of Freak Waves Based on the Four-Order Nonlinear Schrdinger Equation     

张运秋  张宁川  裴玉国 《中国海洋工程》2007,(2)

A numerical wave model based on the modified four-order nonlinear Schrdinger (NLS) equation in deep water is developed to simulate freak waves. A standard split-step, pseudo-spectral method is used to solve NLS equation. The validation of the model is firstly verified, and then the simulation of freak waves is performed by changing sideband conditions. Results show that freak waves entirely consistent with the definition in the evolution of wave trains are obtained. The possible occurrence mechanism of freak waves is discussed and the relevant characteristics are also analyzed.  相似文献   

楔形物体在静水与波浪中自由入水砰击试验研究     

邹丽  李振浩  孙铁志  马伟佳  裴玉国 《海洋工程》2019,37(1):1-11

通过自由落体的入水方式,分别在静水和规则波中开展了两种不同横剖面的曲面楔形体入水砰击问题试验研究。使用高速摄像系统记录楔形体入水过程流场演变和运动特性,采用加速度传感器和压力传感器进行数据的动态采集。试验结果表明,在静水中入水时,外凸剖面楔形体入水砰击后模型两侧的射流飞溅比反曲剖面更剧烈,而在楔形体前端的水面以下部分形成的气腔更小;在规则波中入水时,对于相同模型,在波峰和上跨零点相位下模型入水砰击后两侧的射流飞溅比在波谷相位更剧烈。相同工况时,反曲剖面模型所受砰击的加速度峰值和压力峰值更小;在相同的入水速度下,对于相同模型,波浪载荷和砰击载荷的共同作用会使模型所受砰击压力显著增大。  相似文献   

畸形波生成、演化过程研究——波面时间过程随位置的变化   总被引：2，自引：0，他引：2  

崔成  张宁川  裴玉国 《海洋通报》2011,30(4):387-396

基于完全非线性波浪数值模型,模拟实测畸形波的生成、演化过程,进而分析波面时间过程和畸形波参数的变化规律.研究结果表明:在畸形波形成前、后均可能出现连续的大波和“深谷”现象.在畸形波生成、演化过程中出现的“深谷”和畸形波具有伴生性而非独立异常波浪现象.上述大波、“深谷”和畸形波的连续作用对海洋结构物和船舶造成的潜在威胁可...  相似文献   

畸形波数值模拟和定点生成   总被引：4，自引：1，他引：4  

裴玉国  张宁川  张运秋 《海洋工程》2006,24(4):20-26

采用David L等人提出的数值模拟产生畸形波的方法,以Longuet-Hinggins模型为基础,利用一个基本波列和一个瞬态波列线性叠加模拟波面,在很短的波列中得到畸形波,从而使模拟畸形波的效率提高。得到的畸形波畸形程度较高,并且可以控制畸形波出现的时间和地点。用该方法模拟实测畸形波并与其进行对比验证,结果表明模拟产生的畸形波和实测畸形波吻合良好。以此方法为基础,在实验室内物理产生畸形波将更加具有可操作性。  相似文献   

畸形波传播速度实验和数值模拟研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

崔成  张宁川  俞聿修  裴玉国 《海洋工程》2012,30(3):79-86

畸形波的传播速度是其最重要的特征参数之一。研究畸形波的传播速度有助于深入和全面了解畸形波的生成机理及其演化过程,另外还可以用于畸形波的预报。针对现有关于畸形波传播速度计算方法(高阶Stokes波理论近似估算,Hilbert变换和两固定点的距离除以畸形波的波峰经过两点所用时间)的不准确性和局限性,使用32个测点描述畸形波波峰沿波浪水槽的运动轨迹,再用回归分析法估算波峰运动轨迹与时间的相关关系,从而计算出畸形波的传播速度。基于288组物理模拟畸形波和364组数值模拟畸形波传播速度的计算结果,使用回归分析方法得出了畸形波传播速度的半经验半理论计算公式,同时还分析了畸形波传播速度的强非线性特征。  相似文献   

利用波浪频谱数值模拟畸形波的方法探究          下载免费PDF全文

裴玉国  张宁川  张运秋 《海洋学报》2007,29(3):172-178

畸形波是一种特殊的波浪,它的波高极高,波峰尖瘦,能量很集中[1].图1是一个比较典型的畸形波[1],这个波列的有效波高是5.65 m,而其中的畸形波波高是有效波高的3.19倍,达到了18.04 m,波峰的高度是13.90 m,波的周期是9.8 s,畸形程度很大.最有名的畸形波是图2给出的1995-01-01-15:20在北海Draupner石油平台记录的波高25.6m的“新年波”,1 200 s长的观测记录显示当时的有效波高是11.92 m,波峰的高度达到18.4 m.由水深70 m,畸形波的特征周期12 s,根据线性色散关系得出波长为220 m.  相似文献   

Efficient Generation of Freak Waves in Laboratory   总被引：3，自引：1，他引：3  

裴玉国张宁川  张运秋 《中国海洋工程》2007,21(3):515-523

In the present study,Kriebel's method is improved to generate freak waves in laboratory.The improved method superposes a random wave train with two transient wave trains to simulate freak wave events in a wave tank.The freak waves are more nonlinear than what generated with Kriebel's method of the same energy.It can also generate freak waves to satisfy all the qualifications of the adopted definition with less energy than Kriebel's and can hardly influence the significant wave height.  相似文献