單向不規(guī)則波列中畸形波生成概率研究.pdf

1、畸形波是一種具有極大危害的海洋波浪，給海上船只的航行和海洋建筑物帶來了極大的破壞。近些年來受到了人們高度的關注，對畸形波的特性和產(chǎn)生機理做了大量研究，但仍存在許多不足，特別是關于畸形波的發(fā)生概率及其影響因素仍不明確。因此，本文對單向不規(guī)則隨機波列中畸形波的發(fā)生概率及其相關影響因素之間的關系開展了研究。
　　本文首先對畸形波的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進行了簡要介紹，同時介紹了依據(jù)不同的理論方法提出的波高分布模型。這些波高分布模型有的是在Ra

2、yleigh分布的基礎上進行的修正，有的是考慮了海浪的二階及高階非線性的影響提出的新的分布模型，并分析了這些模型在分析極限大波上的優(yōu)缺點。
　　其次，考慮到已有的畸形波生成機理，基于Benjamin-Feir不穩(wěn)定性生成機理，對隨機波況下畸形波的生成概率開展了實驗研究。Benjamin-Feir不穩(wěn)定性參數(shù)BFI(BFI=√2ε/(2△f/fp)）是表征波列不穩(wěn)定性的重要參數(shù)，試驗中通過調(diào)整波列不同的波陡ε，譜峰頻率fp，譜寬參數(shù)

3、△f，以得到不同不穩(wěn)定性的不規(guī)則波列。研究了波列的統(tǒng)計特性，如，有效波高，偏度因子(Skewness)和峰度因子(Kurtosis)隨波列發(fā)展過程中的變化。實驗結果表明，Benjamin-Feir不穩(wěn)定性是畸形波生成的一個主要機制;峰度因子主要與BFI有關系，特別是對于大的BFI工況峰度因子沿著水槽有明顯的成長的趨勢。在生成的隨機波列中出現(xiàn)了畸形波，且BFI越大隨機波列中發(fā)生畸形波的概率越大。同時研究了畸形波在隨機波浪中生成與發(fā)展的演化

4、過程，分析了含有畸形波的波列在沿著水槽傳播過程中頻譜、波形、特征波高、特征周期等沿著水槽的變化。
　　最后，對畸形波的生成概率及其與波浪特征參數(shù)之間的關系進行了重點分析，并與典型波高理論分布進行了比較。結果表明:BFI對波列波高中大波分布影響較大，對于大的BFI初始波況，隨機波列中畸形波發(fā)生的概率增大;譜峰因子γ和譜峰周期Tp對波列波高分布影響不大。
　　通過本文的研究可以得出:BFI參數(shù)是影響波列中畸形波生成的主要參數(shù)，波