波浪数学模型中谱分割功能的应用

海洋风浪的数值模拟常以全谱有效波高作为模拟结果,并在验证时将它与实测风浪记录相对比.实际上,全谱中既包含了当地风浪部分,也包括了外海传入的涌浪部分,其有效波高在物理意义上并不等价于风浪波高.采用海浪模型WAVEWATCH-III和MIKE21-SW进行西北太平洋海域的风浪后报,并应用模型的谱分割功能,可对完整的波谱进行分割,分离出风浪和涌浪部分.数值计算结果对比证实:利用该功能得到的分离波高不仅能提高风浪模拟的精度,也使波能状态信息更加完善.另外,对比发现WAVEWATCH-III相对于MIKE21-SW表现出更好的效果.建议在模拟有涌浪成分的风成浪时应采用谱分割功能.     

波浪增长曲线的推广形式及应用

文[1]给出了一种曲线拟合的波浪增长曲线模型：它适用于不断增长又有微小波动的社会经济现象．而对那些波动幅度大，相关性又较弱的社会经济现象，它的效果就不明显．本文给出一种适用范围更广的波浪曲线模型这里c（x）、ω（x）均是变量．我们称之为控制因子．分别用于控制波动的振幅与周期．一般可取成直线、抛物线、指数曲线、对数曲线等．用此模型对新疆1980年至1993年大畜产量进行主成分分析，结果较好．     

上海股票市场收益的随机波浪模型

对金融资产收益分布状况的主要研究方法是先提出分布模型,然后进行实验验证;因缺乏必要的机理分析和研究手段单一,使其理论研究和应用研究都受到一定的制约.为克服这些不足,将金融资产收益联系起来看,根据其涨跌周期性构建出随机波浪模型,并利用模型导出随机波浪波高和周期的分布公式.通过实证分析,证明随机波浪模型具有一定的适用性;所用的时频分析方法以及所得结论有益于对金融资产收益分布状况进行更深入的理论和应用研究,也有益于指导市场参与者进行短期和长期交易.     

基于定常吹吸气的波浪型圆柱主动控制研究

基于定常吹吸气对波浪型圆柱近尾迹流动进行控制以增强柱体振动, 采用大涡模拟研究了亚临界雷诺数(Re = 3000)下前吹后吸和前后吸气控制方式在不同吹吸气工况对波浪型圆柱升阻力特性、时均压力系数、环量、湍动能及近尾迹流动结构的影响. 研究发现: 前吹后吸和前后吸气控制下波浪型圆柱在不同吹吸气动量系数工况脉动升力系数均显著提高, 最大较未受控直圆柱和波浪型圆柱分别提升高达636%和391%, 这主要可能归因于吹吸气控制使波浪型圆柱回流区变短, 高强度涡集中向钝体后方靠拢, 旋涡形成长度缩短, 展向涡流与顺流向涡流相互作用在波浪型圆柱下游形成的“肋状涡”变大变长, 近尾迹环量显著增大, 从而导致脉动升力系数增大, 这可能将诱导柱体产生更强的振动; 同时两种控制方式均改变了波浪型圆柱表面的压力分布, 由于在波浪型圆柱前驻点吹气使前端趋于流线型, 前吹后吸在不同吹吸气动量系数下波浪型圆柱的高压区减小, 但在后驻点吸气使得低压区增大, 而前后吸气在不同吹吸气动量系数下波浪型圆柱的高压区基本不变, 低压区增大. 研究结果可为低风速地区分布式风力俘能结构俘能效率提升提供基础理论支持.      

多个椭圆柱波浪力的一种解析解

波浪在大尺寸结构表面产生不可忽略的散射波, 该散射波在多柱体体系中继续传播, 并在同体系中的其他柱体上产生高次散射波. 本文基于椭圆坐标系和绕射波理论首先推导了波浪作用下椭圆单柱体产生的散射波压力公式, 随后考虑该散射波在多柱体系中的传播, 将其视为第二次入射波, 推导出柱体上第二次散射波压力公式, 同理可以推导出高次散射波压力公式, 最后得到椭圆多柱体波浪力解析解, 并用数值解验证了本文解析方法的正确性. 本文以双柱体和四柱体体系为例, 分析了不同参数(波数、净距、波浪入射角度等)下, 高次散射波对柱体上波浪作用的影响. 结果表明: 波数较大的情况下, 高次散射波引起柱体上的波浪力不能忽略; 结构间距较大的情况下, 虽然高次波的作用有减小的趋势但仍然明显; 高次散射波来自多个柱体对入射波的散射, 柱体数目的增加后, 高次波的影响会增加, 结构所受的高次波作用因参数变化而起的波动会变剧烈; 高次波对上游柱体波浪力的贡献较对下游柱体的贡献大.      

小幅度非均匀倾斜水底上的波浪非线性演化

天然沙质海岸上存在着不同形状的床面,波浪在其上面的传播过程是一典型的非线性演化过程．以此为工程背景,利用摄动方法对小幅度非均匀倾斜床面上波浪的非线性传播过程进行了探讨,给出了解析的表达式,并与相关的实验资料进行了比较分析,结果表明,所建立的波浪演化模型能够反映实际情况．     

作用于部分可渗透直立圆柱上的波浪力

导出了线性波浪作用于上部可渗透的直立刚圆柱体上的水动力的解析解,在线性有势流的假定下,用特征函数展开方法求出了内部和外部流场的解,给出了不同波浪要素及结构尺寸参数下的数值结果,由结果可知,可渗透性可以大大减少波浪作用力,。     

海堤越浪的数值模拟

基于RANS方程和两方程湍流模型,采用有限体积法,将人射波波场作为人工的分布源项加人动量方程,提出了适用于VOF方法的源造波一消波技术。通过对行波及驻波的计算,分别考察了数值波浪水槽前端及末端消波段的有效性。在本文建立的数值波浪水槽内对规则波在海堤上爬高和越浪过程进行了数值模拟,并将计算结果与现有实验结果进行了比较。验证计算结果表明,数值模拟结果较好地复演了海堤越浪过程。为了研究模型尺度对越浪量的影响,文中设计了一组满足重力相似但具有不同几何比尺的数值实验模型。系列数值实验结果表明,若按重力相似换算越浪量,计算结果与实验预报值间的偏差随模型比尺的增大和堤前波浪破碎强度的增强而增大,建议在进行越浪物理模型实验时需进一步考虑模型比尺对原型预报值的影响。     

波浪与外壁开孔双筒柱群的相互作用

应用速度势的特征函数展开和透空壁内两壁间压力差和流体速度成正比的线性模型,建立 了波浪与外壁开孔同轴双筒桩柱群相互作用的线性解析解. 应用这一模型进行了数值计算, 用以检验孔隙系数对双筒柱上的波浪力和波面高度的影响. 结果表明,外壁孔隙系数的增加 对减小波浪力和柱外波面高度有很大影响.