海浪谱以及谱估计.pptVIP

* * 5.海浪谱以及谱估计 海浪是一种复杂的随机过程，把海浪看做平稳正态过程，具有各态历经性。 海浪谱代表海浪能量相对于组成波频率的分布，又称为频谱。 实际海面是三维的，能量不仅分布在一定频率范围内，而且分布在相当宽的方向范围内，引入方向分布函数，得到方向谱。 谱形随风速、风距、风浪成长阶段、地形水深等变化。 随着波浪成长，谱峰增大，峰频由高频向低频移动； 短风距大风速产生的谱较尖； 长距小风速产生的谱较平缓； 单一风场产生的谱多呈单峰形； 多个风场产生的波相叠加，尤其是风浪与涌浪形成的混合浪， 可具有双峰或多峰谱形。 随机过程由时域向频域的变换称为随机过程的谱分析。 谱的一般形式 Neumann 1953 取 4 ~ 6 取 2 ~ 4 包含风要素或波要素为参量 谱的 r 阶矩 常用的谱 P—M 谱 无限风距 B—M 谱 适用成长阶段或充分成长的风浪 JONSWAP谱 有限风距的风浪谱 仅适用深水 我国海浪谱 文氏谱 适用深水和浅水 《海港水文规范采用》 JONSWAP谱 B—M谱 谱峰频率 倒数为谱峰周期 谱与海浪要素的关系 波高分布按照瑞利分布可写为 就统计意义而言H1/3和 关系最稳定 频谱模拟与估计 将波浪视为平稳随机过程，可以由多个不同周期和不同随机初相位的余弦波叠加而成 将频谱等分为多个区域， 选取代表频率进行模拟。 利用自相关函数法或FFT法估计频谱，对模拟结果进行验证。