畸形波生成過程中波群特性分析.pdf

1、畸形波是指海面上波高超過兩倍有效波高的特大波浪，其波峰尖陡，能量高度集中，破壞力極強，是造成海上巨輪失事以及海上建筑物破壞的重要原因。雖然學者們對畸形波開展了大量的模擬研究，也取得了一定成果，但大多數(shù)都是基于不同相位的組成波在特定位置發(fā)生聚焦的機制，這不符合實際海面上的隨機波浪條件。此外，研究表明隨機波列中畸形波的生成與波群的演化和發(fā)展存在一定的關系，但目前卻鮮有研究對此展開定量分析。因此，本文通過改變Benjamin-Feir參數(shù)調(diào)整

2、波列的不穩(wěn)定性，分別對單向和多向不穩(wěn)定隨機波列中的畸形波進行了實驗模擬，基于小波變換，分析了畸形波生成過程中波群的演化和特性，并在此基礎上對畸形波的生成機理進行了討論和探究。
　　本文首先闡述了國內(nèi)外畸形波的研究現(xiàn)狀和波群的分析方法，并介紹了小波變換的基本概念以及小波能譜和小波能量過程線，同時定義了新的波群參數(shù):群高參數(shù)GFw與群長參數(shù)GLW。對二維和三維不穩(wěn)定隨機波浪進行了模擬研究，分析并比較了單向和多向不規(guī)則波列中畸形波以及波

3、群的演化過程，并分析了BFI（BFI=√2/(2Δf/fp)）、方向分布以及相對水深等因素對波群特性和峰度因子的影響。分析結果表明:1.單向不規(guī)則波列中畸形波的演化與波群的調(diào)制和解調(diào)制有關，其生成機理主要是波列自身的不穩(wěn)定性引起的自聚焦和非線性作用。2.群高參數(shù)GFW可以很好地反應出波列的不穩(wěn)定性，波列越不穩(wěn)定（BFI越大），GFW就越大，而且伴隨波列的傳播和演化，GFW增大的趨勢越顯著。3.多向不規(guī)則波列中畸形波的生成機理不同于單向波

4、列，波列的不穩(wěn)定性減弱，而不同方向波浪之間的空間能量匯聚起到了重要作用。4.方向分布、BFI以及相對水深等因素對波列的群性具有比較大的影響。當方向分布較寬時，波列的不穩(wěn)定性受到抑制，GFW沿程變化很小，BFI的影響也不明顯;而當方向分布變窄時，GFW沿程逐漸增大，且方向分布越窄，GFW增大的趨勢越明顯。同時，隨著方向集中度的增大，BFI的影響也越來越顯著，BFI較大的組次GFW增長的更快。此外，相對水深變淺也會抑制波列的不穩(wěn)定性，GFW