基于JONSWAP谱与小振幅波理论模型的海浪仿真模型研究

1

作者 赵雪燕 陆雪骏 毕永坤 《中国高新科技》 2024年第21期37-39,共3页

为了研究激光雷达水深探测时,受海面风影响的波浪变化对激光入射角的影响,文章基于JONSWAP海浪谱与方向函数相关公式构建三维海浪模型,考虑浅海波浪传播的方向性和周期性呈规律传播状态,引入小振幅波理论模型,建立双模型叠加的海浪在不... 为了研究激光雷达水深探测时,受海面风影响的波浪变化对激光入射角的影响,文章基于JONSWAP海浪谱与方向函数相关公式构建三维海浪模型,考虑浅海波浪传播的方向性和周期性呈规律传播状态,引入小振幅波理论模型,建立双模型叠加的海浪在不同风速等级下的高度模型以及水下激光脚点的坐标。仿真结果表明,构建的模型能较好地仿真海浪变化情况。 展开更多

关键词 海浪仿真 海浪谱 小振幅波理论 高度场

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基于小振幅波理论的浅海波浪建模及动态仿真 被引量：4

2

作者 赵欣 李凤霞 战守义 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期281-284,共4页

提出一种新的浅海波浪建模方法。该方法基于小振幅波理论,通过修改小振幅波波形建立具有尖锐波峰和卷曲波形的浅海波浪模型。对浅海波浪的运动特性进行分析,给出波高和波数的计算方法,并提出一种基于相位分解和累积的波向计算方法以解... 提出一种新的浅海波浪建模方法。该方法基于小振幅波理论,通过修改小振幅波波形建立具有尖锐波峰和卷曲波形的浅海波浪模型。对浅海波浪的运动特性进行分析,给出波高和波数的计算方法,并提出一种基于相位分解和累积的波向计算方法以解决任意浅海地形条件下的波浪折射问题。仿真结果表明,该方法生成的浅海波浪,具有较高的绘制速度和真实感,可满足实时视景仿真的应用需求。 展开更多

关键词 浅海波浪 小振幅波 波浪建模 仿真

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基于小振幅波方程的起伏海面构建及其对地震波场传播特性的影响 被引量：1

3

作者 韩复兴 常志邈 +2 位作者 孙章庆 高正辉 王雪秋 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2082-2094,共13页

海面起伏状态对波场传播以及模型空间成像有着非常重要的影响,在常规海洋地震数据采集和处理中,都是将海面作为水平界面处理,实际海洋地震数据采集中,由于海水受风浪、洋流等的影响,海面呈现高低起伏状态,这样来自底层反射界面的反射波... 海面起伏状态对波场传播以及模型空间成像有着非常重要的影响,在常规海洋地震数据采集和处理中,都是将海面作为水平界面处理,实际海洋地震数据采集中,由于海水受风浪、洋流等的影响,海面呈现高低起伏状态,这样来自底层反射界面的反射波经过海水起伏界面反射后会引起波场的强烈散射,从而造成地震记录反射波同相轴抖动和畸变,最终影响成像效果.为了更加深入了解起伏海面存在对波场传播以及偏移成像的影响,本文首先基于流体力学小振幅波方程,从边界条件出发,给出包含海浪谱信息的动态边界条件,并在此基础上构建起伏海面速度模型;然后在构建的起伏海面速度模型上通过冻结不同时刻海面开展波场传播特征分析,研究起伏海面在不同冻结时刻下波场传播规律以及对反射地震记录和偏移成像的影响.研究结果表明,不管是对于简单的层状介质模型还是海底较为复杂的大水深模型,海面不同形态的起伏变化直接影响着波场记录以及波场快照形态,同时会对偏移成像结果造成较大影响,随着海水深度的增加,该影响对于简单模型影响逐渐变小,但对于复杂模型,影响依然很严重. 展开更多

关键词 起伏海面 波场特征 小振幅波方程 偏移成像

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水面小振幅波的分析 被引量：2

4

作者 汤艳芬 张才国 《五邑大学学报（自然科学版）》 CAS 1997年第2期75-78,共4页

建立了水波的基本方程，求出了无限深水域小振幅波的行波解，进行了分析。

关键词 水波 谐波 小振幅波 流体力学

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小振幅波在连续密度分层液膜中的研究

5

作者 樊小朝 王维庆 +5 位作者 史瑞静 于晓燕 黎进 买代 黄宝阳 李坤康 《新疆大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第2期239-244,共6页

对连续分层液膜中内波的研究,既可以揭示液膜流动稳定性以及换热机理,又有助于提高液膜在工程实际中的应用.首先利用Navier-Stokes方程,建立了密度分层液膜的小振幅波数学物理模型,对模型进行了无量纲化及小振幅线性简化,利用小扰动理论... 对连续分层液膜中内波的研究,既可以揭示液膜流动稳定性以及换热机理,又有助于提高液膜在工程实际中的应用.首先利用Navier-Stokes方程,建立了密度分层液膜的小振幅波数学物理模型,对模型进行了无量纲化及小振幅线性简化,利用小扰动理论,并引入流函数,得到了描述小振幅内波的控制方程及其边界条件.利用Sturm-Liouville比较定理,研究了描述液膜的波动特性的波动参数(波数、波动频率、波速)及其相互关系,得到了密度分层液膜中的小振幅内波的最大频率及最大波速值. 展开更多

关键词 小振幅波 连续分层液膜 Brunt-Vaisala频率 Sturm-Liouville比较定理

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小振幅波的定解问题 被引量：1

6

作者 张双志 谢鲁冰 张莉娜 《应用能源技术》 2010年第6期22-24,共3页

利用流体力学基本原理,推导了表面波基本方程及其边界条件,对无限深水中的小振幅波的方程及边界条件进行了总结和讨论。

关键词 小振幅波 LAPLACE方程 边界条件

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小振幅波有限差分方法数值模拟

7

作者 曾光 罗志强 《价值工程》 2013年第18期295-297,共3页

文章研究了二维水槽下线性势流方程小振幅波的数值解,采用Crank-Nicolson隐式有限差分方法对线性势流方程组进行离散.通过坐标变换将随不规则物理区域变换成一个固定的正方形计算区域,运用交错网格对计算区域进行分割。数值模拟自由面... 文章研究了二维水槽下线性势流方程小振幅波的数值解,采用Crank-Nicolson隐式有限差分方法对线性势流方程组进行离散.通过坐标变换将随不规则物理区域变换成一个固定的正方形计算区域,运用交错网格对计算区域进行分割。数值模拟自由面小振幅波的波高,计算出自由面波高的误差值.数值结果表明数值解很好地吻合解析解以及小振幅波具有驻波的线性特征和波节不动性。 展开更多

关键词 小振幅波 Crank-Nicolson隐式有限差分方法 交错网格

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一种实现水波动画的新算法 被引量：35

8

作者 杨怀平 胡事民 孙家广 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期612-617,共6页

近年来 ,自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一 .关于山、水、云、烟、火焰等自然景物的模拟 ,在计算机游戏、影视、广告等各种领域中有着广泛的用途 .作为自然景物模拟的重要内容 ,对流水、波浪的模拟正日益引起人... 近年来 ,自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一 .关于山、水、云、烟、火焰等自然景物的模拟 ,在计算机游戏、影视、广告等各种领域中有着广泛的用途 .作为自然景物模拟的重要内容 ,对流水、波浪的模拟正日益引起人们的关注 .该文基于小振幅波理论和细胞自动机的模型 ,给出了一种实现水波动画的新算法 .较之于以往的做法不同的是 ,作者既没有去特意构造具体的波形函数 ,也没有去求解复杂的 Navier- Stokes方程 ,而是基于小振幅波理论和细胞自动机的模型 ,采用邻域传播的思想对水波进行动态的造型 .在小振幅波理论中 ,水波的波形近似成正弦分布 ;根据这一规律 ,可以构造出不同邻域下水波演变的细胞自动机模型 .文中还采用以 POINT图元为基本粒子的粒子系统 ,对水花效果进行了实时的模拟 .为了将水波和浪花逼真地结合在一起 ,本文运用了色彩融和的技术来完成浪花的显示 .实践证明用该算法模拟水波 ,效果比较真实 ,而且在普通的 展开更多

关键词 水波动画 新算法 小振幅波 细胞自动机 计算机图形学 自然景物

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基于边界造波法的波浪数值模拟 被引量：15

9

作者 刘莎莎 顾煜炯 +1 位作者 惠万馨 杨昆 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第2期100-103,共4页

基于N-S方程,采用VOF方法追踪自由面,借助FLUENT软件中的用户自定义(UDF)功能,通过定义入射边界处的速度和波面解析表达式,实现了线性小振幅波和非线性二阶Stokes波的模拟。计算结果表明,基于边界造波法模拟的波形与解析方法值符合较好... 基于N-S方程,采用VOF方法追踪自由面,借助FLUENT软件中的用户自定义(UDF)功能,通过定义入射边界处的速度和波面解析表达式,实现了线性小振幅波和非线性二阶Stokes波的模拟。计算结果表明,基于边界造波法模拟的波形与解析方法值符合较好。通过改变入口边界的自定义函数,可实现更加复杂的非线性波的模拟,为研究波浪与各种海工结构物的相互作用问题奠定了一定的研究基础。 展开更多

关键词 自定义函数 数值波浪水槽 边界造波法 线性小振幅波 二阶Stokes波

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四层成层水域内波的研究 被引量：4

10

作者 陈小刚 宋金宝 孙群 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期38-41,75,共5页

运用小振幅波理论研究了四层成层水域的内波运动,给出了四层成层状态下的各界面波波面位移和各层速度势的解析表达式及各层深度平均流速分布和内波波动频散关系,并与三层成层水域内波的解析结果进行了比较。

关键词 内波 四层成层水域 小振幅波理论

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三层成层水域内波的研究 被引量：10

11

作者 章守宇 杨红 《上海水产大学学报》 CSCD 1999年第3期226-231,共6页

运用小振幅波理论对三层成层水域的内波运动进行了解析，阐明了三层成层状态下的流速垂直分布和内波波动分散规律，并与大皈湾观测到的内波实例取得良好吻合。解析还表明，三层成层水域流速的大小与内波引起各层间的流量分配密切相关，... 运用小振幅波理论对三层成层水域的内波运动进行了解析，阐明了三层成层状态下的流速垂直分布和内波波动分散规律，并与大皈湾观测到的内波实例取得良好吻合。解析还表明，三层成层水域流速的大小与内波引起各层间的流量分配密切相关，最大振幅水深由水域的成层特点有所决定，小波速时的内波界面变位和流况与二层成层的情形呈现完全相反的结果。了解三层成层水域内波的这些特性对于正确认识养殖水域的环境特点及变动，合理设置水产增养殖设施等具有积极意义。 展开更多

关键词 小振幅波理论 内波 三层成层水域

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多级透水板消波的一个特解 被引量：1

12

作者 王晋军 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1992年第4期335-339,共5页

本文对无限长常水深平底渠道中一小振幅入射波经由多个间隔相等、透水性能一致的细孔透水板的反射和透射进行了研究,得到了相邻两板间距l为入射波半波长的倍数时的一个特解.结果表明,当无量纲的孔隙影响参数G_0等于透水板个数的一半时... 本文对无限长常水深平底渠道中一小振幅入射波经由多个间隔相等、透水性能一致的细孔透水板的反射和透射进行了研究,得到了相邻两板间距l为入射波半波长的倍数时的一个特解.结果表明,当无量纲的孔隙影响参数G_0等于透水板个数的一半时消波效果最佳,入射波能量的50％能被消掉.此时反射波与透射波的振幅相等. 展开更多

关键词 波动 小振幅波 线性波 消波 透水板

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表面波问题的解析解 被引量：3

13

作者 袁生杰 《天津职业技术师范学院学报》 2001年第2期10-14,共5页

利用理想不可压缩流体的连续性方程和动量方程，推导了表面波基本方程，并应用线性近似理论求出了小振幅波情况下的解析解。

关键词 表面波 小振幅波理论 解析解 理想不可压缩流体 连续性方程 动量方程 伯努力方程 速度势函数

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地形对岸式波能装置性能的影响研究 被引量：1

14

作者 平丽 董国海 +1 位作者 游亚戈 李仕成 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期74-80,共7页

近岸带的海域、海底和海岸都是不规则的,会引起波浪的不规则变形、折射、绕射和反射,使得波能分布不均匀,可能会影响波能装置的性能。本文基于小振幅波理论假设,从线性势流理论出发,用边界元方法研究地形对岸式波能转换装置(以下简称岸... 近岸带的海域、海底和海岸都是不规则的,会引起波浪的不规则变形、折射、绕射和反射,使得波能分布不均匀,可能会影响波能装置的性能。本文基于小振幅波理论假设,从线性势流理论出发,用边界元方法研究地形对岸式波能转换装置(以下简称岸式装置)的水动力性能的影响。计算结果表明,地形的影响是非常大的,不可忽略。一些带前港的地形对提高岸式装置的转换效率很有价值。本文理论对地形无任何限制,因而提供了一个在线性理论范围内模拟复杂地形条件下装置附近流场的方法,同时说明此计算方法对波能电站的设计和工程选址有一定的参考价值。 展开更多

关键词 小振幅波理论 边界元法 岸式波能转换装置 水动力性能 前港 转换效率

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不同波浪理论下风机支撑系统的动力响应 被引量：3

15

作者 刘红军 杨奇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期668-673,共6页

针对海上风机动力响应问题,依据修正的小振幅波理论、Airy波理论以及Stokes五阶波浪理论,建立了风机系统模型,输入P-y曲线,并模拟施加波浪、潮流荷载、风荷载等,得到了不同波浪理论下风机支撑系统的动力响应。结果表明,不同波浪理论下... 针对海上风机动力响应问题,依据修正的小振幅波理论、Airy波理论以及Stokes五阶波浪理论,建立了风机系统模型,输入P-y曲线,并模拟施加波浪、潮流荷载、风荷载等,得到了不同波浪理论下风机支撑系统的动力响应。结果表明,不同波浪理论下支撑系统最大水平位移、转角和弯矩均存在一定差异,振型和自振频率基本一致,Stokes五阶波浪对整个支撑系统的影响最显著,其次是Airy波和经修正的小振幅波。在风机设计时必须选择合适的波浪理论,分析风机在风浪流作用下的动力响应,为风机承载设计和疲劳设计提供基础资料。 展开更多

关键词 支撑系统 风机系统 单桩基础 波浪理论 修正的小振幅波理论 Airy波理论 Stokes五阶波浪理论 曲线 动力响应 波浪 潮流荷载 风荷载

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一类特征波传播方程的数值解

16

作者 王新刚 《青岛大学学报（自然科学版）》 CAS 1998年第4期19-23,共5页

本文在小振幅波及缓交海底的假设下对两种不同形状的区域给出了浅水海浪传播方程的差分方法，得到了区域的波高和波向的数值解．

关键词 小振幅波 传播方程 海浪 特征波传播方程 数值解

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三层密度分层流体界面内波三阶Stokes解的研究

17

作者 郭志萍 《科技资讯》 2009年第17期5-5,共1页

以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了三层密度分层流体的界面内波,给出了各层流体速度势的三阶渐近解及界面内波波面位移的三阶Stokes波解。结果表明:界面内波波面位移的三阶Stokes波解描述了界面波的三阶非线性修正及两界面波之... 以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了三层密度分层流体的界面内波,给出了各层流体速度势的三阶渐近解及界面内波波面位移的三阶Stokes波解。结果表明:界面内波波面位移的三阶Stokes波解描述了界面波的三阶非线性修正及两界面波之间的三阶非线性相互作用;波速不仅取决于波数和各层流体的厚度,而且还与波幅有关。 展开更多

关键词 三层密度分层流体 界面内波 三阶Stokes波解 小振幅波理论

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无流存在下三层密度分层流体界面波三阶方程的解

18

作者 郭志萍 《运城学院学报》 2010年第2期4-6,共3页

以小振幅波理论为基础,利用奇异摄动法研究了二维情形下无背景流场时密度呈三层成层、无旋、无粘不可压缩流体界面内波,得到了界面波的三阶Stokes波解。波速不仅取决于水深和波数,而且还与波幅有关。波面升高(IηIiI)(i=1,2),不但含有co... 以小振幅波理论为基础,利用奇异摄动法研究了二维情形下无背景流场时密度呈三层成层、无旋、无粘不可压缩流体界面内波,得到了界面波的三阶Stokes波解。波速不仅取决于水深和波数,而且还与波幅有关。波面升高(IηIiI)(i=1,2),不但含有cos3(x-t)项,还含有cos(x-t)项,反映了非线性的影响不仅出现在n倍(n≥2)波浪的高频分量上,也出现在具有波浪频率或定常的低频分量上。 展开更多

关键词 小振幅波理论 奇异摄动法 界面波 三阶Stokes波解 非线性

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Euler描述下三层密度分层流体界面内波的二阶驻波解

19

作者 张洪波 陈小刚 张宝乐 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 2017年第4期241-247,共7页

本文借助摄动展开法,以小振幅波理论为基础,研究了Euler描述下上底面及下底面均为刚性边界的三层密度分层的无旋、无粘、不可压缩流体的界面波,分别求得各层流体速度势的二阶近似解及各界面内波波面位移的二阶驻波解.结果表明:界面波一... 本文借助摄动展开法,以小振幅波理论为基础,研究了Euler描述下上底面及下底面均为刚性边界的三层密度分层的无旋、无粘、不可压缩流体的界面波,分别求得各层流体速度势的二阶近似解及各界面内波波面位移的二阶驻波解.结果表明:界面波一阶近似解为线性波解,二阶近似解是由一阶近似解及界面内波间二阶非线性修正和二阶非线性的相互作用来确定,一阶解及二阶解均依赖于分层流体的厚度和密度. 展开更多

关键词 三层密度分层流体 界面内波 二阶驻波解 摄动方法 小振幅波理论

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基于线性海浪理论的海浪数值模拟 被引量：23

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作者 聂卫东 康凤举 +1 位作者 褚彦军 杨惠珍 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期1037-1039,1044,共4页

概述了海浪理论发展的历史和现状,对几种海浪研究方法进行了简要说明。详细论述了基于线性海浪理论进行海浪数值模拟的线性叠加法和线性过滤法,给出了具体的数值算法,讨论了工程应用数值模拟与视觉效果模拟之间的区别及各自的处理方法... 概述了海浪理论发展的历史和现状,对几种海浪研究方法进行了简要说明。详细论述了基于线性海浪理论进行海浪数值模拟的线性叠加法和线性过滤法,给出了具体的数值算法,讨论了工程应用数值模拟与视觉效果模拟之间的区别及各自的处理方法。并分析了工程应用领域内进行海浪数值模拟所采用的其他一些理论和方法,指出了现有海浪数值模拟方法存在的局限性。最后,对海浪数值模拟研究的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 线性海浪理论 小振幅波理论 平稳正态随机过程 海浪谱 海浪数值模拟

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