海洋工程环境 波浪解析课件.ppt

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1、波剖面：随时间变化的波动过程曲线横轴代表时间t，称为零线上跨零点：向上与零线的交点下跨零点：向下与零线的交点波峰：相邻上下跨零点之间的曲线最高点；不规则波海浪要素：统计特征波谷：相邻上下跨零点之间的曲线最低点；波高Hi：相邻上跨零点之间的波峰顶与波谷底的垂直距离；周期Ti：相邻上跨零点（或下跨零点）之间的时间间隔；波长λi：相邻上（下）跨零点之间的水平距离。平均周期:所有周期的平均值不规则波海浪要素：统计特征加权平均波高波高：波高代表海浪能量，自由波动海面具有各种不同波高不同定义的波高代表不同的波系特征，称为特征波波高平均波高：连续观测的各个波高求平均值，反映波列总体大小ni为Hi的对应

2、记录次数不规则波海浪要素：统计特征有义波高：表示波动的可视平均水平，与目测波高值相近。设有一系列观测波高，将其按由大到小排列，其中最高的前N/3部分求平均，称之为1/3大波平均波高，又称之为有效波高。有义周期：对应前N/3个波浪周期取平均值。不规则波海浪要素：统计特征1/10大波波高：设有一系列观测波高，将其按由大到小排列，其中最高的N/10部分求平均，亦称显著波高。1/10大波周期：对应前N/10个波浪周期取平均值。不规则波海浪要素：统计特征累积率波高HF：设有1000个波高，将其按由大到小排列，若第10个（F=10/1000=1%）最大波高为5m，则称累积率1%的波高为5m,记做累积

3、率F对应的波高。n为波高值大于等于HF的出现次数。大于等于HF的波高值的出现概率为F反映某给定波高值在波列中的出现概率不规则波海浪要素：统计特征最大波高Hmax：记录中的最大波高值,或重现期为50年或100年的最大波高值。对应最大波高的周期。最大周期Thmax:各种特征波都用于描述海面波动情况我国以十分之一大波将海浪分为10个等级，P91表5－3不规则波海浪要素：统计特征复杂海浪由很多简谐波叠加而成，波面方程：波高服从瑞利（Rayleigh）分布，其概率密度函数：深水波特征波高换算利用海浪要素分布函数，了解一个波系中波高和周期的分布关系，进而换算各种特征值服从瑞利（Rayleigh）分布

4、的深水波特征波高的换算关系深水波特征波高换算表5－1，相应的各累积率波高HF可相互换算(1)平均波高与累积率波高HF的换算：Example4.1A1.24B2.57误差函数(2)平均波高与部分大波平均波高H1/n的换算：表5－2，相应的各部分大波平均波高可相互换算(3)根据以上两式，得到累积率波高与部分大波平均波高H1/n的换算Example4.2A1.272B2.032C1.598A1.272B1.0C1.188欧拉常数＝0.5772(4)最大波高为随机变量，当N很大时：《海上固定平台入级与建造规范》：东海、南海的可能最大波高：合田推荐的最大波高：黄海、渤海的可能最大波高：海洋工程结

5、构物多采用上述系数最大值浅水波波高分布复杂，多采用拟合对实测资料进行分析、表格形式给出换算关系合田推荐：波长、周期：半经验半理论方法计算、海浪观测记录统计我国经验公式各特征周期和各特征波高没有对应关系,最大波高的波其周期不一定最大各特征周期没有统一换算公式A2.2mB2.6mC2.18mD1.83mE2.0mExample4.3A2.35mB1.85mC2.80mD1.88m4.1.3海浪观测、预报风浪波向与风向一致观测内容：波高、波长、周期、波速、波型、波向、海况观测形式：目测（白天）；仪器（波高、周期、波向）观测时间，每隔3小时一次：2，5，8，11，14，17，20，23时每次一般

6、17～20min，连续记录单波个数不少于100个，同时测风速、风向和水深海浪玫瑰图：一定时期的波向、波高大小和出现频率，图5－4海浪预报综合分析海浪状况和影响因子绘制海浪预报图确定风区、风时、风速等风场要素，利用风况资料推测海浪风区：风的状态达到相对稳定的海域，风速、风向大致一致，边界处风速、风向有较明显改变风时：风持续作用时间风速标准值：海面上10m高风速值风场要素推算深水风浪特征波高：公式5－11～5－18中国近海海浪特征大陆季节性气候的影响，海浪表现出季节性。浪向取决于风向，冬季偏北浪，夏季偏南浪，春秋浪向不稳定冬春多出现寒潮、温带气旋，夏秋多出现台风和热带风暴浪高季节性变化。冬季

7、风速>夏季，冬季平均浪高>夏季，冬季风浪周期>夏季南方平均浪高>北方，南海出现大浪次数最多冬季：渤海最大波高达7m，黄海9m，东海11m，南海10m各地波浪平均周期4～6s