随机波浪谱42136.pdf

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1、Jonswap 谱：联合北海波浪项目 峰形参数a（当m时），b（当m时），因此该谱共有五个参量，它们都随各个谱而变化。对于平均的 JONSWAP 谱：3.3 0.07a 0.09b 0.6151.080.6151.0883.72204.515.403(/)sUkXHm s 22/9.8220 1000/15.4039087.368XgX U 0.330.3322(/)()22(9.8/15.403)9087.3640.69145(/)mg u Xrad s 0.220.220.076()0.0769087.3680.0102319X 在m时，2222222exp()/(2)24524exp(0

2、.69145)/(0.070.69145)5exp 426.85695(0.69145)5415()exp()415 0.691450.0102319 9.8exp()3.3410.285730.9827exp()3.3mmmSg 在 m时，2222222exp()/(2)24524exp(0.69145)/(0.090.69145)5exp 258.22211(0.69145)5415()exp()415 0.691450.0102319 9.8exp()3.3410.285730.9827exp()3.3mmmSg 22exp 426.85695(0.69145)54exp 258.222

3、11(0.69145)5410.285730.9827exp()3.3()10.285730.9827exp()3.3mmS P-M 谱：又称 ITTC 谱 450.78()exp 1.25()mS 其中谱峰频率 1.253/1.253/4.50.59067(/)msHrad s 45540.780.590670.780.15216()exp 1.25()exp()S TMA 谱：()()()JS fSfkh 322tanhtanh()tanhtanh12/sinh2khkhkhkhkhkhkhkhkh 波数k由色散关系2tanhgkkh确定，由()()S f dfSd可知，()()/()/2

4、()()/2JSS f dfdS fSfkh 则()()/2()JJJSfSddfS ()()/()/2()()/2()()JJSS f dfdS fSfkhSkh 22exp 426.85695(0.69145)54exp 258.22211(0.69145)5410.285730.9827exp()3.3()()10.285730.9827exp()3.3()mmkhSkh 取上述 JONSWAP 波浪谱为靶谱 22exp 426.85695(0.69145)54exp 258.22211(0.69145)5410.285730.9827exp()3.3()10.285730.9827ex

5、p()3.3mmS 海浪的波面：1()2()cos()MiiiiitSt i为第i个组成波的初相位，此处取在(0,2)范围内取均布的随机数；取1()/2iii，0.5ts，采用 M=200，取频率上限H为 4 倍谱峰频率；（i为区间端点频率）44 0.691452.7658(/)Hmrad s/2.7658/2000.013829(/)HMrad s 采用1()/2iii计算时，模拟的所得的波浪将以周期为2/重复出现，除非足够小，否则与实际的波浪情况不符。因此在各区间内部随机的选取频率作为该区间的代表频率；由上述参数可以模拟出需要的波面，由下述公式可以得到自相关函数；11()()()NnnnR

6、ttttN ,0,1,2,.,tm 此处 N=2200,m=100 这样便得到()R的1m个值，它们等间隔地分布着，并分别位于0,2,.,ttm t；有下述公式可以估算谱初值：0022()cos()cos(2)m tmnnnLRdRtftt 此处采用的频率间隔为1/2Nffmm t 12nnfn fmt 代入上式得：112 11(0)()cos()cos220,1,2,.,mnnLRRtR m tnmnm 1220.06283182nnnfnmt 采用哈明(Hamming)窗对初值谱进行光滑处理，得到光滑谱；对模拟实现的波面进行统计分析可知，统计波高共 150 个 最大波高为 其对应的周期为

7、1/10 大波波高为 其对应的周期为 1/3 大波波高为 其对应的周期为 平均波高为 其对应的平均周期为 模拟实现的谱的一阶谱矩 m0=1/303.89sHHm 02.48Hm 由线性波浪理论可得：cos()Akxt cosh()cosh()cos()sinhsinhk zdk zduAkxtkdkd sinh()sinh()sin()tan()sinhsinhk zdk zdvAkxtkxtkdkd 在水深20dm,0 x，3zm 处水质点的速度为：111cosh()cosh17(,)cos()cos()sinhsinh 20mNiiiiiiiiiiiiiik zdku z tatatk d

8、k 111sinh()sinh17(,)sin()sin()sinhsinh20mNiiiiiiiiiiiiiik zdkv z tatatk dk 把谱分成 m1=200 份，取 2()iiiaS 频率划分的方法采用等分频率的方法，其具体方法和ii及i的选取方法同上，由此可以得到速度过程线（下图为速度过程线的一段）；由速度过程线可以得到自相关函数以及速度谱：11()()()NnnnRtu tt u tN ,0,1,2,.,tm 此处 N=2200,m=100 这样便得到()R的1m个值，它们等间隔地分布着，并分别位于0,2,.,ttm t；有下述公式可以估算谱初值：0022()cos()cos(2)m tmnnnLRdRtftt 同上采用哈明(Hamming)窗对初值谱进行光滑处理，得到光滑谱；