实际海域波浪方向谱的研究:第二篇报告;由浮式海洋平台“POSEIDON“号的摇摆

本文旨在开发一种程序，用来由浮式海洋平台“ＰＯＳＥＩＤＯＮ”号的摇摆运动记录估算海浪方向谱。基于入射波浪与运动响应间的线性假定扩展的最大似然法可用来从诸运动记录估算出方向波谱。     

舰船在波浪中优选航向航速的计算

舰船在波浪中航行时,波浪引起的横摇、纵摇、升沉、甲板淹湿、砰击等因素会影响舰船完成其任务甚至危及航行安全。因而在大风浪中航行时,为了进行正常作业或为了航行安全常常需要调整航向航速。为了及时选择最佳的航向航速,本文提出的方法是:根据在原航向上测得的纵摇与横摇的数据估计出当时的海浪谱参数,根据该浪谱参数预报改用其它航向航速后船的纵摇、横摇、升沉的幅值及甲板淹湿、砰击的概率,在此基础上选出航向航速的可行范围及最佳值。本文提出的所有计算均由计算机自动完成,从而使在波浪中调整航向航速的决策方法由传统的依靠驾驶员的经验估计变为用计算机自动进行定量分析。     

海浪方向谱的数据测量和估计方法

海浪方向谱的研究在基础物理、海洋预报以及军事方面都有重要意义。现在已经有很多测量方法,其中现场测量方法包括设置浮简、观测阵列或传感器以及水下自治运载设备等;遥感方法包括使用雷达或卫星等。本文对其进行系统比较,并介绍不同测量方法的分析流程。另外,还对最大似然法(MLM)、扩展最大熵方法(EMEP)、贝叶斯(BDM)方法等进行了比较。     

长江口水域波浪谱的分析与研究

为求得充分反映长江口水域渡浪特征的特定波谱,对该水域波浪谱进行细致分析,选用PM谱、新规范谱(海大谱)、J谱(JONSWAP谱)拟合实测谱,估算3种谱型的参数,并将谱参数与特征波要素进行比较,确定它们之间的关系.最后根据拟合结果提出不同范围的推荐谱型,建议在1.27＜p＜6.77时采用海大谱,p不在上述范围内时采用J型谱.     

内河船舶波浪载荷研究

利用内河波浪散布图和修订波浪谱对内河系列船舶进行了波浪载荷的计算预报,首次分析了内河船舶波浪载荷的规律和特点,并与俄罗斯内河登记局(RRR)和法国-德国船级社(B-G)的内河规范载荷对应的等效模数要求进行了比较分析。结合实船测试结果表明：波浪载荷变化规律与国外同类规范一致,预报波浪载荷水平与测试结果及国外同类规范要求相当。内河船舶波浪载荷预报应考虑航速和水深的影响,载荷预报结果可以作为制定内河波浪载荷公式的基础。     

浅谈近岸、浅海海域波浪对船舶的危害——A轮沉没引发的思考

近岸,浅海海域的波浪与深海海域的波浪性质相异,航海驾驶人员必须特别重视,以防其造成船舶的浪损或更严重的海事发生。     

随机波浪过程的数学模拟方法

分析现有常用成形滤波器的特征及波浪特点，建立－自变系数非线性成形滤波器来模拟随机波浪过程，应用随机平均法，根据所给定的波浪谱确定滤波器参数。模拟计算表明本文采用的非线性滤波器能更好地描述实际波浪过程。     

基于二阶Stokes波理论的随机波浪力谱表示法研究

目前,采用随机性分析方法计算不规则波对海洋结构物作用时一般均采用Airy波理论,并未考虑波浪非线性的影响。本文基于二阶Stokes非线性波浪理论探讨了采用非线性波浪理论时随机波浪力谱的计算方法,并用一典型算例,对本文公式的计算结果与线性波理论的计算结果进行比较。计算结果表明,在水深较深时不能忽略波浪非线性的影响。     

双峰谱波浪诱发细长港低频振荡的物理试验研究

针对低频波浪诱发港池振荡问题,通过物理模型试验研究了双峰谱中低频谱峰(fp1)和低频谱有效波高(Hs1)的变化对诱发细长港池低频振荡的影响。结果表明:1) fp1越接近港池第1共振频率,港内低频波浪响应越剧烈,通过fp1放大因子曲线可以准确识别港池的第1共振频率;同时Hs1的变化主要影响第1共振模态的波浪响应。2)基于平方小波二阶相关谱对港内波浪的非线性分析发现,fp1越接近港池第1共振频率或Hs1逐渐增大,港内波浪非线性相互作用均会明显增强。该研究结果对于涌浪和风浪长期共存的海域港口建设起到良好的指导作用。     

船舶在波浪中操纵运动的模型试验研究

介绍了船舶在波浪中的操纵运动船模试验的模型、方法、内容和结果,并对试验结果进行比较,据此初步分析了波浪对船舶操纵性能的影响。     

波浪的方向谱分析技术研究

本文利用数值模拟的三维不规则波浪和实验室实测的数据，分别采用扩展的最大似然法(EMLM)和扩展的最大熵法(EMEP)，编制了相应的数值计算程序，通过数值计算对这两种三维不规则波浪的谱分析方法和不同的测试方法进行了对比分析。在数值模拟过程中采用了单叠加方法生成波浪的时域信号，并且加入了5％的正态噪声以使模拟的波浪特征量接近真实的测量值。结果表明：EMLM方法受测量误差的影响较大，给出的方向谱的估计值波动较大；而EMEP方法能够消除误差的影响，可以给出与真实的方向谱更为接近的估计值。     

Ochi-Hubble双峰谱在近岛礁海域的适用性研究

从深水区域传播到近岛礁区域的波浪,由于复杂的珊瑚礁地形地貌,波浪谱的特征与深远海有很大差别。论文以西沙某岛礁泻湖内区域的台风波浪谱实测资料为基础,对常用的Ochi-Hubble谱在近岛礁海域的适用性进行评估,考察近岛礁双峰谱影响参数的变化特性,获得混合浪风浪和涌浪成分的参数拟合式,为后续南海近岛礁海域波浪谱特征的准确描述奠定基础。     

波浪中螺旋桨流体动力性能变化的近似计算

螺旋桨在波浪中随船运动,总的状态应该是前进,旋转和振荡三者结合的。本文为了近似计算波浪中桨流体动力性能与静水的变化,将波浪中运动的螺旋发解为旋转兴波和振荡兴波两部分线性迭加。利用Ｇｒｅｅｎ函数法求解其兴波问题,从而给出桨推力的变化值。文章根据编制的程序进行了系列数值计算,结果表明：波浪中螺旋桨推力系数变化值随桨轴浸深、桨升沉振荡频率和幅值而变化。     

一种模拟波浪中船载光通信机运动的实验平台

描述了在实验室条件下、自行研制的一种模拟波浪中船载光通信机运动的实验平台.该平台由水平移动台、垂直升降台、旋转台和摆动台组成;在计算机控制下,根据海浪运动谱,采用线性系统理论建立船舶摇荡运动模型,模拟波浪中船载光通信机的运动;并以横摇运动为例,给出了它的一个运动实现.     

船艇波浪中自航试验研究

对一艘船艇作了波浪中自航试验研究，得到了规则波中自航因子变化曲线，用直接功率法作了失速预报，并用谱分析法预报了该艇的纵摇、升沉及螺旋桨出水概率。本文的重要结论：船艇在波浪中的自航因子在简化处理时，可以认为相当于静水中的自航因子。     

船舶运动基于参数法的海浪方向谱估计

船舶的运动控制受多种因素的影响,比如海浪的作用力大小、风力和海水温度等。而海浪的作用力大小对船舶的运动控制影响巨大,特别是在复杂环境中,精确的海浪作用力常常难以预测。本文针对船舶操纵过程中遇到的难题,采用先进的非线性控制算法建立了船舶的运动模型,然后通过参数控制法对海浪方向谱的实现原理进行了建模分析,建立了精确的波浪运动模型,最后采用Matlab软件,对此模型的时域响应性能进行仿真验证,从而获得良好的性能。