南海风浪极值组合统计分析

南海是我国台风频繁发生的地区,而台风常常导致巨大的海洋灾害.如何确定深海平台风浪设计参数对于保障结构与作业安全至关重要.本文选取我国南海某区20次台风过程的实测资料,对台风发生频次采用泊松分布进行描述,将泊松-二维冈贝尔逻辑分布用于海上油气工程设计中极值风速与波高的联合概率计算,给出了选定海域的风浪设计参数,并与传统的设计标准进行了比较.     

边际油田开发中极值风速与波高联合设计标准

本文以我国渤海某区风暴过程的后报资料为基础,考虑风暴发生频次的影响,将二维的泊松-混合冈贝尔分布用于风暴过程中同时出现的风速与波高的联合概率计算,比较了多种统计模式所求得的环境条件设计参数,对我国边际油田开发的环境荷载标准给出建议,供相关部门参考.     

海洋平台设计中的风浪参数选取标准

以我国渤海某区1970年至1993年风暴过程的后报资料为基础,提出了泊松二维冈贝尔逻辑分布,并将其用于风暴过程中伴生的风速与波高的联合概率计算,给出了美国石油协会(API)行业标准有关环境条件三种设计标准的具体做法.基于新的统计模式,同时提出了联合概率法设计标准.比较了多种标准所得设计参数的差异,给出了适合工程所在海区的环境荷载参数.计算结果表明,新的统计模式适用于遭受风暴影响的海洋工程结构设计,特别是边际油田的开发建设.     

台风波高重现值的泊松最大熵分布估计

以日本中城湾观测站实测台风过程出现的最大波高序列为例,提出了泊松-最大熵复合极值分布,并将其用于计算台风海浪的重现值波高.采用年极值法与过阈法对台风波高进行长期统计分析.计算结果表明:观测时段相同,阈值的选取对重现值的估计影响不大.而阈值相同,抽样时段的长度对重现值估计的影响较大;若样本时段较短,但极值波高的最大值包含于其中,则估计得到的重现值偏大,该结果对于结构设计是偏安全的.     

二维极值分布在防波堤工程中的应用

本文对极值分布理论进行了介绍,对斜坡堤护面块石重量的计算方法进行了阐述。介绍了Hudson公式和Van der Meer公式,并对Hudson公式和Van der Meer公式的特点进行了叙述。通过建立波高与周期的二维联合分布模型,对不同波高和周期的联合重现期特征值进行了计算,并将波高和周期参数应用到Hudson公式和Van der Meer公式。经过对比,采用波高和周期的联合分布,可以使护面块石重量的计算值降低,对块石护面的设计具有借鉴意义。     

联合极值分布在码头顶高程计算中的应用

介绍国际工程中常用的码头顶高程计算方法和二维极值分布，指出码头顶高程计算中主要考虑的变量是波高和水位。以几内亚铝矾土出口码头项目为例，提出波峰面高度重现期的概念。采用极值分布理论对水位和波高分别进行拟合，选择了合适的水位和波高联合极值分布模型。从案例计算结果对比分析发现，引入波峰面高度重现期的概念，采用水位和波高联合极值分布所计算的码头顶高程比采用二者单独一维极值分布计算的码头顶高程低。在波浪较小区域，该计算结论对EPC承包商控制成本、提高履约能力有积极作用。     

南海北部海洋平台环境参数嵌套逻辑分布估计

海洋平台环境参数的单因素设计标准无法反映真实海况,文章针对该缺点提出了基于最大熵边缘的三维嵌套逻辑模型。该模型采用的最大熵边缘可以涵盖大多数设计线型,如Gumbel分布、Weibull分布、对数正态分布等;三维嵌套逻辑模型可以反映海洋环境参数的相关关系及变量的不对称性。总结并提出了三种海洋环境条件设计标准,即单因素统计方法、条件概率分布设计法和联合环境条件设计法。利用南海涠洲岛后报的年极值风速及对应有效波高、平均周期数据,对三维模型和海洋平台环境条件联合设计标准进行了实例验证。结果表明,三维模型对数据拟合良好,联合设计标准更符合实际。     

熵分布原理与白龙尾站设计波高估计

为了得到更加客观的设计参数,寻找适应性更广的线型、选取更加合理的参数估计方法是水文极值要素频率分析的重要研究课题.将最大熵分布用于极值序列的统计分析,该分布有4个可调参数,适线分析更加灵活.以北海白龙尾海洋观测站16a极值波高记录为例,采用最大熵分布进行统计分析,并与冈贝尔、皮尔逊Ⅲ型,对数正态、威布尔分布的拟合结果进行比较,给出了白龙尾站设计波高参数,供海洋工程设计作为参考.     

基于马尔可夫链的极值波高预测

本文研究了由日最大波高系列估算设计极值波高时，相邻日最大波高间的相关性对极值预测的影响，从日最大波高系列遵从马尔可夫链的假定出发，考虑到国内外经常采用对数一正态分布的韦布尔分布拟合波高长期分布的现实，本文用解析法求解了对数一正态分布情况下的极值预测。同时，对解析法难以求解的非正态随机变量情况（如韦布尔分布），用计算机随机模拟方法求解其极值预测，用上述两种方法对北大西洋和北海有关日最大波高系列的预测     

江苏近岸海域波浪的分布特征

利用2009年1—6月的实测波浪资料,研究位于江苏北部辐射沙洲南部沿海测站的波浪特征。通过统计计算和研究分析,获得其波高特征值,并探讨各特征波高与平均波高(有效波高)之间的关系;筛选出25组有效波高出现极值时刻的波面资料,运用概率统计的方法计算了波高、周期及两者之间的联合概率密度分布,并与其对应的理论公式结果进行对比。结果表明:Gluhovski分布较适用于本地区的波高分布规律;当谱宽度较小时,Longuet-Higgins理论周期分布与实测分布比较符合;实测波高与周期联合概率分布对于大波高小周期的情况与各理论分布均吻合较好。