波群内单个波的波陡分布与波破碎

对波群内单个波的波陡分布和波破碎进行了实验研究。研究结果是,波群中波动的最大振幅出现在波群前部而不是出现在波群中央,这种不对称性导致波群前部单个波出现大波陡的概率大于后部单个波出现大波陡的概率;进一步的波破碎统计发现波群前部单个波破碎的频率是后部单个波破碎频率的4倍。因此认为,波群结构的不对称性能够导致单个波发生破碎的...     

波群结构和波群中的波破碎

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。     

畸形波（freak wave）

在分析国外研究成果的基础上,简单介绍了"畸形波"的几个基本问题,如"畸形波"的定义、发生的海域、发生的机理等。     

方向分布对三维聚焦波浪波面特性影响研究

波浪聚焦被认为是产生极限波浪的重要机理之一,近年来受到普遍重视。通过高阶谱方法,引入造波边界建立数值计算模型,模拟聚焦波浪在不同方向分布时的产生和聚焦过程,研究波浪的方向分布对聚焦波浪的波面、波峰最大值、聚焦点的偏移、波面参数及频谱的影响。研究结果表明波浪方向分布越窄,波浪的非线性影响越强、波面越陡,波峰值、聚焦点的偏移和波面特征参数都越大;同时方向分布对波浪聚焦前后的能量具有很大的影响。     

切变波动力学研究——Ⅱ.激发机制与幅度衰减

本文从涡度方程出发,讨论海洋中的切变波的激发机制和幅度衰减,理论分析表明,在条状外力(如骤置常条状风,移动的条状风等)的作用下,可以激发起切变波,这与卫星观测资料定性地一致,文中还讨论了在侧向摩擦(A_H,A_V)作用下,切变波幅度的衰减过程,理论模型与卫星观测数据定量地一致.     

内孤立波波-波相互作用的数值模拟

基于弱二维的KP方程，并结合南中国海东沙群岛附近内孤立波的观测资料，模拟了内孤立波的波-波相互倌用0数值结果较好的反应了内孤立波的二维特征，同时体现两个内孤立波波-波相互作用的非线性特征，即两波相交处相速随振幅的增大而变大。相比于一维的KdV方程，KP在内孤立波的仿真反演方面具有更大的优势。     

规则波和不规则波作用下消波建筑物前的波高分析

消波建筑物在国内外已得到广泛应用。本文采用近似方法分析了明基床上直立式消波建筑物前的波高及消波室内的波高，从而确定建筑物的消波效果。并在规则波的基础上将成果推广至不规则波作用下的情况。     

不规则波Boussinesq型方程的造波,消波和反射

对前人提出的造波、消波和反射边方法分析表明,其方法是极浅水波近似,不适用于任意水深的水域,本文就任意水深变化Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ型方程,提出了不规则波新的造波原理、方法和消波边界及部分反射边界波动方程,试验表明,本文提出的造波、消波和反射方程有效而可靠的。     

非线性freak波分析及模拟理论探讨

概述了国内外学者对freak波的认识，并从各种观测资料分析总结了freak波的特征。引入完全非线性控制方程Schroedinger方程的1＋1模式，对freak波进行模拟，为在实验室造波或计算研究提供一种方法。     

不规则波越波量的实验研究

本文试验研究了不规则波在斜坡式和直墙式海堤或护岸上的越波量,给出了计算无因次越波量的公式,研究了斜堤堤坡和波谱宽度对越波量的影响。还探讨了利用概率分布法由规则波越波量计算不规则波越波量的可行性.     

波群的波向线散开因子方程

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。     

波流水槽模拟波浪技术的研究

介绍了实验室的造波机系统和造波特性及其在模型试验中的应用,并讨论了实验室内模拟海浪的检验标准及其方法。并对造波机应用前景进行讨论,对不规则波造波机进行物模试验具有一定的现实意义。     

三维极限波的产生方法及特性

极限破碎波浪是造成海洋结构物破坏的主要因素之一,对极限波浪的产生方法和特性进行研究具有重要的工程意义.利用长波传播快、短波传播慢的原理,从理论上给出了产生三维极限波的方法,利用基于Boussinesq方程的数值模拟对该方法进行了验证,同时研究了中心频率、频率宽度和频谱形式等对极限波浪特性的影响,为该方法的进一步应用提出了建议.     

非线性波消波及波场分布研究

本文基于雷诺平均N-S方程,并结合RNG k-e方程建立了粘性数值波浪水槽,对不同波陡、不同相对水深、不同相对波高的非线性规则波的阻尼消波问题和波场分布进行研究。文中提出了两种描述消波区内部阻尼变化的阻尼函数,分别适用于小波陡情形和高波陡情形。研究结果表明,小波陡组消波区可设为一个波长,阻尼系数取10~4～10~5即可满足消波要求,计算结果与实验结果及造波理论吻合良好;高波陡组消波区可设为两个波长,阻尼系数取10~4～10~5亦可满足消波要求,计算结果与实验结果吻合良好。此外,当波陡较小时,波场内反射情况的小幅改变即可对整个波场造成影响,特别是当水深较浅时这种影响极为明显,需谨慎考虑。当波陡较大时,水波能量较高,整个波场沿水波传播方向可观测到明显的衰减现象,在具体试验中需进行考虑。     

海洋波浪观测技术综述

波浪观测是海洋观测的主要内容之一。其观测手段众多,主要有人工测波、仪器测波和遥感反演测波等方式。观测者需要根据实际情况选择适合的观测方法才能获得理想的观测资料。从实际应用出发对这些测波方法的原理、特点和典型设备等进行介绍,在此基础上对比各自的性能参数,分析优缺点和在应用中常见的问题,并针对这些问题提出几点建议:需要加紧研制观测仪器和配套设施,完善相关标准,并制定观测设备安全保护机制,以提高国内波浪观测的技术水平。     

深水随机波列中畸形波统计特征的研究

本文基于Longuet-Higgins随机波浪模型和JONSWAP谱,进行了大量深水随机波的模拟,获取了畸形波发生概率稳定的随机波列,并对随机波列中的畸形波进行了分析。结果表明,畸形波发生的概率小于基于Rayleigh分布预测结果,且随谱宽的减小而增大。在固定时间段内,畸形波发生的频次服从泊松分布,时间间隔服从指数分布,且随着谱宽的增大,畸形波的发生频次减小,相邻畸形波的发生时间间隔增加。通过小波变换方法分离随机波中的波群,研究了出现畸形波的波群特征,发现一个波群中最多会出现4个畸形波,但是在发生畸形波的波群中,单个畸形波的概率最大。随着谱宽减小,一个波群中包含多个畸形波的概率增加。另外,出现畸形波的波群时间长度服从广义极值分布,随着谱宽减小,畸形波波群的时间跨度增加。     

短峰畸形波生成、演化过程的外部特征研究

在实际海况中，由于波浪组分方向不同，使海浪常表现为三维短峰波，与二维长峰波相比，有诸多异同特征。为了研究三维畸形波生成和演化过程中异常大波的外部特征以及大波间的关联，本文采用色散和方向聚焦方法在物理水池中模拟了短峰畸形波的整个生成和演化过程。研究结果表明，生成和演化过程中出现的异常大波沿着方向分布函数峰值方向演化，具有一定程度“对称”特征；根据异常大波的特征参数可将该过程分成3～4个典型的阶段，这意味着可以根据异常大波的特征参数判断其所处阶段及预测其演化趋势；三维畸形波生成和演化过程可能会跳过“波群”或者“深谷”阶段，与二维畸形波相比，时-空范围较小，这意味着在三维波浪场中，与畸形波相关的深谷和波群的发生概率较低。     

南海北部a波和b波的生成与传播特征的数值研究

本文基于真实地形、潮汐的高分辨率三维MITgcm海洋环流模式，对南海北部a波（大振幅波列形式）和b波（孤立子形式）的生成与传播特征进行了数值研究。首先，我们总结和分析了这些波动的生成与传播特征。然后我们计算了吕宋海峡的能量收支。能量的生成在一天内有三个极大值，其中最大值对应a波的生成。吕宋海峡西边界的能通量一天内有两个极大值，较大的那个对应a波的生成而另一个对应b波的生成。我们设计了敏感性试验来探究吕宋海峡东西海脊对a、b波的生成和传播造成的影响。通过对比敏感性实验和标准试验的结果，发现对于a波的生成东海脊必不可少，但西海脊几乎没有影响。西海脊削弱了a波的振幅但未对a波波速造成明显的影响。b波来自于从东海脊生成的扰动信号。西海脊加强了这个扰动信号但减慢了它的传播速度。     

波群与单频率波的波向线的比较

本文根据普遍几何群速的概念和Fermat原理导出的波群的波向线方程,数值计算在理想底形海域中波群与单频率波的波向线,并加以比较,指出两者的异同。同时还检验了前人的一些结论。