船舶在波浪中的运动理论-ch2_海洋波浪理论1剖析.ppt
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* 其中,Hv 和Tv为目测波高与周期。而对于有限风区,ISSC(1979)建议采用谱式: §2.3 风浪 ——海浪谱式 3) ISSC双参数谱 对于无限风区,ISSC(1964)建议采用谱式: 谱峰升高因子γ=1~10 其中 谱峰形状因子: Hs为有效波高,Tp 为谱峰周期,Tp=1.05Tv * 式中, §2.3 风浪 ——海浪谱式 4) BTTP谱 (充分成长的海浪) 英国船池协会推荐的谱式: 其中,u为风速(节) * 时域描述: 对于主风向明显的长峰不规则波,可以被简化地认为是由无数个不同波幅、不同频率和随机初相位的单元规则波线性叠加组成,即 均匀分布于 频域描述: 单元规则波单位面积上的波能 。 定义波能谱密度函数: 于是,单位面积上不规则波的波能为 反映波浪能量相对波频的分布,一定的海面情形有一定的具体形式。对于海浪,即称其为海浪谱(ocean wave spectrum)或波能谱。 §2.3 风浪 ——风浪的一般描述 概率密度函数为 期望 方差 * 谱曲线下的面积矩反映波浪与波谱的重要特性: §2.3 风浪 ——风浪的一般描述 谱矩(spectral moment)表征波浪的动态特性: m0 —— 波升ζ(t)的方差或单位面积的总波能; m2 —— 波升ζ(t)起伏速度的方差; m4 —— 波升ζ(t)起伏加速度的方差。 谱曲线下的面积(m0)反映波浪能量、表观波高及浪级的大小。 判别海浪不规则的程度: 谱宽系数 接近于0为窄带谱, 接近于1为宽带谱。 * 在有意义的频率区间 内,均分N等份; 按下式计算每等份中点 处的谱值 及 和随机初相位 ; 时间步进求解波面时间历程: 波面的时间序历 波高的频率域分布密度 如获知 ,则可按以下步骤获得不规则波的时间序历: §2.3 风浪 ——风浪的一般描述 * 海况:表征海面波浪尺度大小及外观表现的一种等级标准。目前尚无严格的海况标准,通常使用浪级与风级反映海况。 风级:一般采用蒲氏风级表(Beaufort Wind Scale)。按风速由小至大划分0-12级,共计13个等级。 浪级:(各国)有多种不同的划分标准。主要有以下两类: §2.3 风浪 ——海况 以有义波高为主特征量的等级划分(为目前通用)。 以有义波高和风速为特征量的等级划分(目前未用,试图发展)。 典型浪级表: 海浪谱:方便用于工程设计与科学研究的一种反映风浪能量频域分布的经验公式(谱式)。又称波能谱。也有以下两类: 仅以有义波高为谱式参量的表达形式; 以有义波高和风速为谱式参量的表达形式。 * §2.3 风浪 ——海况 Beaufort Number Description Wind Speed Wave Height Km/h mph kts m/s m ft 0 calm 1 1 1 0
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