基于船载北斗导航仪测量波浪参数方法研究

获取舰船波浪参数对于舰船的航行安全和武器使用十分重要。针对舰员缺乏有效手段实时获取舰船当前航行局部海域的波浪信息的问题,提出利用船载北斗接收机输出的天线高度信息反演波浪场信息的新方法。该方法认为北斗测量天线相对海平面高度的信息变化,反映了波浪的运动状态,通过对天线高度信息进行谱分析,根据波浪频谱特征,进行带通滤波,从而在频域提取出波浪信息,经过傅里叶反变换后,得到时域波浪信息,然后计算波高和波周期。海上实船试验结果表明,与浮标测量的准确波浪参数相比,通过该方法测量得到的SWH波高误差小于6%,波周期误差小于10%。     

雷达测波信息存储和实用化研究

目前,用于航行舰船上的测波设备只有测波雷达,其优势为可以测得当前较精确的海浪谱,这是精确预报舰船耐波性的基础。在测波雷达使用中,至少存在三方面矛盾:一是各船测得的海量海浪信息,如何实现快速查询;二是信息如何为众多的需求单位共享,以求解决海浪信息预报和深入研究海浪规律尤其是远洋航区的海浪规律问题;三是需要解决普遍存在有义波高测量误差偏大等测波信息航海实用化的问题。本文针对以上需求,以WaMoSⅡ测波雷达为例,从建立雷达测波信息数据库、有义波高的参数修正、相对频谱转化为绝对频谱以及基于雷达测波信息生成频率方向谱等方面,对测波信息的再处理进行研究,力求满足上述需求。     

响水海域双峰谱型海浪的统计分析

对收集到的响水海域实测双峰谱型海浪资料进行谱分析和统计分析,探讨了双峰谱型海浪的波高分布、周期分布以及波高与周期的联合分布,认为用单峰谱型海浪的研究成果来描述双峰谱型海浪已不再适宜,并根据响水海域实测波浪资料,提出了双峰谱型海浪的波高、周期的经验分布式。通过对双峰谱型海浪资料进行谱分析,计算了若干与谱宽有关的波谱参量,并与合田良实的实测结果进行对比。最后还对双峰谱型海浪的谱特征值与跨零特征值进行了比较,认为对于双峰谱型海浪,由谱法计算的有效波高与由跨零法计算的有效波高相差不大;而对于平均周期,谱法要略小于跨零法。     

电动造波机的研究与设计

介绍电动造波机的各组成部分及其在模型试验中的应用,并讨论了实验室内模拟海浪的造波效果测试。水槽模拟海浪的检验结果表明,本造波机系统能够准确地模拟规则波、不规则波、孤立波和奇异波,实际波形与理想波形拟合较好,波高与周期的误差均满足JTJ/T 234-2001《波浪模型试验规程》的要求。     

人工神经网络在计算波浪冲击力中的应用

本文采用人工神经网络方法,通过模型试验获得的试验数据,建立了规则波作用于开边界码头面板的波浪冲击力的预测模型.本文采用一个三层的BP网络,其输入层有三个分别表示:入射波的周期、波高、相对净宽;输出层有一个为波浪冲击力峰值;中间层神经元数通过逐次递增法选取.通过训练后,本文所得到的预测模型的预测结果与实验结果误差较小.     

基于船舶运动信息的航行海域海浪特性预报

以船舶自身为波浪测量仪,致力于采集方便而又尽可能少的船舶运动信号以提取航行海域实时海浪特性.由于估计中不依赖原始理论计算的传递函数,不需要附带波浪采集装置,而仅利用航行中船舶运动的观测序列完成海浪谱反演,故该海浪测量方法可适应船舶自身运动参数的变化.另一方面,由于反演估计的船舶运动频率响应特性,与事先计算或以其它实验方法得到的船舶运动频率响应特性得以比较,可以深化、修正对许多不易实时测量的海浪激励状态与船舶运动响应关系的认识,并积累船舶工程研究设计所必需的相关海域海浪谱信息.     

随机海浪中船舶安全概率的数值模拟

近年来国外发展起来的安全盆思想为衡准船舶动稳性特性开辟了一条新的途径,本文将安全盆的思想进行了延续和拓展。首先简要的介绍了求解微分方程的数值方法——谐加速度方法的基本思想与计算步骤,然后以一条渔船为例,引进ISSC双参数海浪谱,在构建船舶横摇运动微分方程时考虑了船速和遭遇浪向角的影响,应用谐加速度方法对船舶在随机海浪下的非线性横摇运动方程进行了数值求解,结合数理统计的知识,得到了随机海浪中4参数的船舶安全概率,分析了波高、波浪特征周期、遭遇浪向角、船速以及海浪随机相位角等因素对船舶安全概率的影响。     

一种可调带通腔体滤波器的设计

介绍了一种可调腔体带通滤波器的设计方法,从集总网络参数原理出发,结合直接耦合腔体滤波器的参数确定方法,以及根据耦合孔的相关理论,计算得到所设计滤波器的尺寸参数.最后给出了滤波器的实测结果,从中可以看出滤波器具有阻带范围宽,在可调范围内矩形特性和带宽基本不变的特点.     

江苏辐射沙洲北部海域风浪关系分析

根据江苏辐射沙洲北部海域(响水沿海)8个月的实测风与浪的资料统计分析了该区域的风浪关系。首先,统计了该海域的风速分布以及波向分布,然后采用新的风浪判别方法挑选出其中的风浪数据,通过最小二乘法拟合了有效波高、有效波周期和风速的曲线关系。结果表明各个方向的风速分布基本均匀,但波高分布差异较大,能起破坏性作用的波浪主要来自NW、NNW、N、NNE方向。拟合得到的关系式与实测分布符合较好,其中有效波高与有效波周期的关系式计算的结果与实测的平均相对误差较小,可用于该海域的波浪预报及作为附近工程建设的参考。     

基于Savonius桨叶的浮式防波堤捕能消波性研究

针对海浪运动产生的巨大波浪能,设计一种Savonius桨叶与双浮筒式防波堤组合的波浪能转换模型.为了研究该新型防波堤的捕能性能和消波性能,对模型结构参数优化设计,基于试验数据进行插值拟合获得模型的最佳入水深度,再对模型在不同入射波波高和不同波浪周期条件下进行组合测试,对测得的捕获功率、透射系数等数据进行分析.基于黏性流...