海浪离散平滑技术的研究

论文摘要

本文论述了海浪平滑技术的研究进展,讨论了海浪谱的各种常见形式、Philips平衡域、海浪谱的各阶谱矩及海浪谱高阶谱矩的应用和实际应用过程中遇到的困难;对连续型海浪平滑技术进行了详细的探讨,并根据实际应用的需要提出了离散型海浪平滑方法,并推导了采用离散型平滑后海浪谱的一般公式;依此对实验室数据进行平滑,得到较好的平滑效果。 常用的具有Phillips平衡域的海浪谱仅可以得到其低阶谱矩,其高阶谱矩不存在,传统的处理方法是于某一频率处截断,舍去其高频信息。Glazman等提出了一种针对连续型波面的平滑方法,可以较“截断法”更合理,更有效的对波面数据进行平滑。对于现有的海浪谱,使用连续型的平滑方法可以得到较好的平滑结果,但于实际离散的波面纪录,这种连续型的平滑方法却并不便于应用,本文根据实际应用的需要提出了离散波面平滑的方法,并根据平滑点奇偶数的不同,具体推导了奇数型连续点平滑和偶数点跳跃平滑两种离散型平滑方法。本文提出的离散型平滑方法采用一种“硬截断”的方法,以合理的平滑尺度和（离散型）平滑点数对离散波面纪录进行平滑。经验证该方法既有效地抑制谱的高频尾部,又不改变谱的含能部分的特征,可以有效的对波面数据进行平滑。本文还以连续型平滑方法和离散型平滑方法分别对P-M谱等常用的海浪谱进行平滑,计算对应的海浪高阶谱矩、海浪的谱宽度等问题。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 风浪谱饱和范围
• 1.3 常用的海浪谱及谱宽度
• 1.3.1 几种有代表性的风浪频谱模式
• 1.3.2 谱宽度
• 1.4 谱矩
• 1.4.1 关于海浪谱的高阶矩问题
• 1.4.2 关于海浪谱的奇阶矩问题
• 1.5 本文的研究内容及创新点
• 第二章 海浪平滑求矩技术的介绍
• 2.1 平滑技术介绍
• 2.2 滑动时间平均下高阶谱矩计算公式的推导
• 2.3 时间平均尺度
• 2.3.1 Taylor平滑尺度
• 2.3.2 P-M谱和JONSWAP谱的高阶矩
• 第三章 离散波面平滑技术
• 3.1 离散海浪波面平滑技术的公式推导
• 3.2 离散海浪波面N点平滑的平滑性研究
• 3.3 小结
• 第四章 平滑方法在海浪谱求矩中的应用
• 4.1 海浪平均波长与平均周期的关系
• 4.2 谱宽度的计算
• 4.2.1 谱宽度参量
• 4.2.2 连续、离散型平滑得到的谱宽度
• 4.3 海浪历时长度的计算
• 第五章 结论和建议
• 致谢
• 参考文献