我国海浪理论及预报研究的回顾与展望

作者从海浪谱,海浪统计分析,海浪预报方法及动力机制,破碎波和近岸的海浪5个方面回顾与总结了我国在海浪理论及预报研究方面所取得的成果,最后对我国新世纪的海浪研制做一展望。     

中国灾害性海浪研究进展

 海浪灾害是海洋灾害的重要组成部分,是各种海洋灾害中导致人员死亡或失踪的最主要致灾因素,是各种涉海工程设计、施工和运维工作必须考虑的动力因素,是中国海洋安全与保障工作必须面对的自然灾害。通过讨论灾害性海浪的常用定义和分类,评述了有关典型灾害性海浪特性的主要研究成果,总结了主要灾害性海浪预报业务化现状,提出了灾害性海浪研究尚存的主要问题和未来的研究方向。     

北太平洋海浪特征分析

利用最新的欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)提供的1979—2014年逐6 h的ERA-Interim有效波高和风速数据,分析近36a北太平洋海浪场的变化特征。结果表明:有效波高经验正交函数分解(EOF)的第1模态呈同相位分布,该模态与太平洋10 a涛动指数(PDO)和厄尔尼诺事件(ENSO)呈显著的遥相关,可以通过这些气候因子的变化来预测有效波高的年代际变化;第2模态表明北太平洋西部海域的有效波高有显著的递增趋势,而东部海域则逐渐减小;第3模态以45°N为界,西风带呈现高低纬反相的双涡型分布,并有显著的2.5 a左右年际变化周期。北太平洋海域有效波高和风速重现期极值的大值区位于西风带,重现期越长,日本群岛南部海域风速加强越显著,加强的极值区延伸到中国的东海甚至是菲律宾群岛的东部海岸。     

海浪的数值模拟及其仿真

研究了海浪的频谱模型 .依据海浪的数学模型和海浪的频谱特性 ,对海浪反演的线性叠加法进行了研究 .大量仿真结果说明 ,线性叠加法是反演海浪的一种有效方法 .     

海浪感应磁场的频谱特性

根据Maxwell电磁理论,在地磁场中运动的海水将产生磁场。从理论上计算出海浪在地磁场中感应磁场的频谱是一种窄带频谱,随着海水深度的增加或风速的增加,其频带宽度变窄、峰值频率向低频方向移动。     

海浪预报方法研究进展

总结了海浪预报方法的分类和研究现状,对比分析了各类方法的优缺点。通过对比分析可知,半经验半理论预报法、经验统计预报法、数值预报法3类传统的海浪预报方法区域化显著,模型建立困难,并且对于实时性数据要求较高。此外,还分析了海浪预报的发展趋势,展望了大数据、人工智能和深度学习等新技术在海浪预报研究领域的应用前景。     

三维随机海浪模拟研究

三维随机海浪的模拟对于研究海浪的本质特征以及海浪对船舶结构物的作用等问题有重要意义。讨论了基于海浪谱特性模拟海浪的方法,对线性叠加原理的两种方法(频率等分法和能量等分法)的优缺点进行了分析,采用能量等分法对三维随机海浪进行了模拟,并给出了三维随机海浪的仿真结果。     

太阳能船将进行环球首航

瑞士探险家近日宣布将在2008年利用太阳能船进行环球航行，并开始寻求赞助商。探险家准备使用的太阳能船为三体船，预计长30米，宽16米，重10吨．太阳能板面积180平方米，发动机功率30千瓦，平均时速18．5公里，最高时速可达27公里，可载12人。瑞士HW-Line有限公司将负责这艘高科技三体船的建造。     

国内班轮航线配船研究

研究了国内集装箱班轮运输现状,分析了运量、运力的现状和发展趋势,提出了国内集装箱班轮航线配船的数学模型,提出了两点往返型航线,环型航线和钟摆型航线运量、运力平衡方法,为沿海集装箱运输公司投放运力提供参考。     

切割桨叶随边以适应船-机-桨的匹配

船机桨匹配的优劣直接影响船舶的正常运行。对试航后负荷偏重的桨叶可采用切割随边的方法来减轻负荷，从而达到较好的匹配。文中对具有ＮＡＣＡ－６６ｍｏｌ．，ａ＝０．８剖面的两只浆模（Ａ，Ｂ）进行了３％、５％、７％随边切割后的计算和敞水试验，得出随边切割引起的螺距及拱度的变化，并建立了一个根据实船试剂结果来切割随边以适应的船机桨匹配的简易方法。     

福建东山湾海浪现场观测的统计特征

为分析福建省南部港湾──东山湾的波浪特征,采用S4型压力式方向波浪仪观测获取现场一个月的风浪过程资料,对其进行了统计分析和频谱分析,给出了波高和周期分布,特征波要素与频谱关系,结果表明:实测波高分布与瑞利分布基本相符;波浪谱的显著部分在狭窄的频率内,对应3、5、6、7级风谱峰密度值(m2s)分别为0.084 3、0.372 8、0.941 8、1.837 7,随着风速的增加,谱能也显著地增加,谱曲线下面的总面积增大,谱的显著部分波及的频率范围也扩大,且谱的显著部分沿低频率的方向推移,对应风浪的波高及周期范围增大.     

单桨船螺旋桨安装位置确定

通过船模螺旋桨在3个不同安装位置的自航试验，探讨了螺旋桨位置对推进效率的影响，试验结果表明，选择合适的螺旋奖位置，有利于提高舵的整流作用，改善船后伴流分布，减小推力减额，从而提高推进效率，达到船舶节能的目的，作为一个典型试验的结果，在0.1D(D为螺旋桨直径）范围内移动螺旋桨，在航速上可获得3％－5％的增量，因此，在船舶设计中有必要重视螺旋桨安装位置的选择。     

动力气垫地效翼船的流体空气动力性能研究

文章简要阐述了动力气垫地效翼船的空气--流体动力设计特点和难点,及"天鹅"号地效翼船的试验研究。由于采取一系列措施,使艇在静垫升性、两栖性、耐波性与气动力配平和运动稳定性等方面,在船模与实船上均取得令人满意的结果。     

模糊集合论在海浪谱分析中的应用

本文简要分析了海浪观测资料本身所存在的模糊性,针对这种模糊性,对海浪观测统计资料进行了模糊分级统计处理。根据分析结果,并运用模糊集会论的扩张原理,导出了模糊海浪谱集合的隶属函数。由此得到的最可能海浪谱与通常所采用的经验谱较为一致。由该模糊海浪谱集可进一步导出在一定的置信度时,可能出现的最危险的海浪谱,比经验谱更能反映实际情况。     

微波多普勒雷达海浪参数提取算法

根据海浪混合表面散射理论和线性波理论,利用3种规模波对微波多普勒谱的不同贡献,推导出海浪谱与径向速度转换函数,得到了一种适用于多普勒雷达的海浪谱以及海浪参数提取算法．该算法从海洋回波的多普勒谱中获取径向速度序列,根据海浪速度谱与海浪谱之间的转换关系推导海浪谱,再用谱矩法计算相应的海浪参数．运用该算法分别对微波多普勒谱雷达的模拟与实测数据进行处理,实现了有效浪高和平均海浪周期的高精度提取,证实了该算法在微波段多普勒雷达的海浪参数反演中的准确性．     

海浪也会燃烧

1977年，在印度洋东南部一场飓风过后，海面的巨浪上燃烧着熊熊烈火，让人惊讶不已。     

基于海浪谱的风暴潮海浪数值仿真与功率谱估计

基于随机海浪的数学模型,采用改进的JONSWAP谱,以最高风暴潮位对应的有效波高和平均周期作为海浪谱的特征参数;利用谱分析法,通过MATLAB编程实现了风暴潮浪的数值仿真,模拟得到的风暴潮极值潮位与文献所给的试验数据较为吻合。最后,根据welch算法基本原理,利用MATLAB中的pwelch函数对海浪的仿真结果进行了功率谱估计,证明其仿真效果良好。