基于小波變換的波浪方向特性研究.pdf

1、了解和探索實(shí)際海浪的本質(zhì)與規(guī)律是一個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從理想狀態(tài)到貼近實(shí)際狀態(tài)，從淺顯到深入的過(guò)程。換言之，是循序漸進(jìn)地從規(guī)則波到不規(guī)則波，單向波到多向波的過(guò)程。海洋中的天然海浪是由多向的不規(guī)則波浪疊加而成的復(fù)雜非平穩(wěn)波浪場(chǎng)，方向譜是描述復(fù)雜波浪場(chǎng)的基本方法，更是影響海洋建筑物設(shè)計(jì)，風(fēng)浪生成機(jī)制、近岸泥沙運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題的重要因素，因此開(kāi)展海浪的方向譜的相關(guān)研究非常有理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。由于傳統(tǒng)的波浪方向譜估計(jì)方法基于Fourier變換，不能

2、準(zhǔn)確估計(jì)非平穩(wěn)波浪場(chǎng)的方向分布。小波變換是分析非平穩(wěn)波浪的有力工具，因此開(kāi)展基于小波變換的方向譜研究是解決準(zhǔn)確估計(jì)非平穩(wěn)波浪場(chǎng)方向譜的有效方法。
　　本文首先介紹了小波變換的基本原理，然后著重陳述了基于小波變換方向譜的估計(jì)方法?；跀?shù)值生成的已知方向分布的波浪場(chǎng)分別討論了測(cè)波陣列類(lèi)型、波浪傳播方向、方向集中度、不同的采樣長(zhǎng)度以及不同的采樣間隔等因素對(duì)于小波方向譜分析結(jié)果的影響。結(jié)果表明:小波方向譜的估計(jì)方法適用于三點(diǎn)以上均勻分布的

3、陣列;適用于沿任何方向傳播的波浪;適用于方向集中度大于20的波浪。與傳統(tǒng)方向譜估計(jì)方法相比小波變換方法所需樣本長(zhǎng)度較短，適用條件較寬泛，實(shí)用性更強(qiáng)。
　　通過(guò)小波方向譜可以進(jìn)一步求得波浪場(chǎng)的波數(shù)分布，波數(shù)方向譜和有效波高。分析結(jié)果表明波數(shù)的大小以及方向分布完全體現(xiàn)了海浪的能量分布趨勢(shì)，頻率方向譜和波數(shù)方向譜是完全對(duì)應(yīng)的。本文還利用MIKE—BW模型進(jìn)行多向不規(guī)則波的數(shù)值模擬，并應(yīng)用小波方向譜方法對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了分析，結(jié)果表明基