基于小波变换的畸形波生成过程时频特性研究

畸形波是一种波高极大的灾害性波浪,实测资料的缺乏限制了其研究进展.实验室实现畸形波可控制生成弥补了这一不足.该文将利用小波变换对实验室畸形波生成过程中记录的波面时间序列进行时频分析,研究畸形波生成时的小波谱分布特征,对比畸形波生成前后能量分布和频率组成的区别,得到畸形波生成过程中在时间-频率域内的分布特性和变化规律,并运用这些规律对实测资料中无法识别的畸形波生成阶段进行判别,有助于更深入的掌握这种灾害性波浪的特征.     

逆流对不规则波中畸形波波形影响的实验研究

该文在二维波浪水槽中进行了不规则波与逆流相互作用的实验;分析了逆流的存在对不规则波列中出现的畸形态的影响.结果表明逆流会增加畸形波出现的概率;畸形波的波形以高波峰为主,能占总畸形波的85％以上.畸形波波峰前端相对陡峭,后端较平缓;然而不同逆流流速下畸形波的平均波形差异不明显,与新波模型吻合较好;逆流对畸形波的平均波面影...     

随机波背景下基于NLSE模型的极端波分析

该文采用非线性薛定谔方程(NLSE)模拟极端波的形成与演化,利用NLSE呼吸子解理论上的频谱特征研究极端波的可预测性。为探究NLSE呼吸子解的频谱预测特性在接近真实海况下是否依旧适用,选取NLSE一阶呼吸子解作为极端波模型,基于JONSWAP谱的随机波作为背景波,将两者线性叠加,构造了具有随机背景波的极端波模型。并通过数值水池模拟叠加波面的演化,结果显示：在随机波成分占比不高时,含有背景波的合成波演化过程中,仍然保持呼吸子形成极端波的主要频谱特征,但随机成分可能会破坏极端波的形成,且频谱预测特征的显现与极端波的形成存在正相关性。     

应用Boussinesq方程对非线性波与流相互作用的理论研究

本文应用了Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程，对潮汐势流与规则波和不规则波共存时的非线性二阶波一流相互作用现象进行了理论分析，得到了在等水深条件下非线性相互作用二阶波流计算公式。应用此一公式可分析发现波受水流的非线性作用，不同于波受地形等水深变化的影响，其二阶波流频率不变，仍保持一阶线性入射波频率。本文最后采用所推导得到的二阶波流计算公式，对不规则波与势流相互作用等现象进行工程验算。得到了与物模实验较为一致的计算结果。应用本文的计算公式可以对现有工程规范中波与流计算公式进行修正和补充。由于其简便易行，势必会被工程界人士所接受     

改进的相位调制法模拟畸形波:I—理论模型与验证

基于随机波浪的Longuet-Higgins模型,提出了一个改进的相位调制方法模拟畸形波。调制部分组成波的随机初相位,使该部分组成波的波高在预定地点和预定时间为正,波浪在此叠加形成畸形波。该方法不但能够实现定时定点生成畸形波,同时既可以满足波浪序列的统计特性、又保持目标谱的结构。与现有线性叠加法比较,该方法可以模拟得到更高畸形度的畸形波。对"新年波"等3个实测波列进行模拟验证,结果表明本方法模拟畸形波具有良好的精度和较高的效率。     

基于实测资料的长江口潮波演变规律研究

长江口三级分汊、四口入海,潮波作用强烈。特殊的动力地貌环境,使得长江口潮波的演变过程较一般河口更加复杂。采用频谱和调和分析方法对长江口枯、洪季实测潮位进行分析,得到了长江口潮汐能量的分布特征和主要分潮的沿程变化过程。研究成果表明:洪枯季各分潮沿河道的变化趋势基本相同;由于非线性作用,随着潮波从口门向上游传播,潮汐频谱更加丰富,且能量从低频向高频发生转移,使得天文分潮逐渐衰弱,而浅水分潮不断形成和发展。此外,从不同传播通道潮波特征的沿程变化可知,南港和北港的潮波特征存在较为明显的差异。     

改进的相位调制法模拟畸形波:Ⅱ-畸形波特征参数和模拟效率的影响因素探讨

在改进的相位调制法模拟畸形波的理论基础上,探讨了调制方向、调制波浪的数目、组成波数、谱的宽度以及谱峰周期等模拟参数对聚焦处畸形波特征参数和模拟效率的影响。结果发现,调制方向、调制波浪的数目、组成波数和谱的宽度是影响畸形波的特征参数和模拟效率的主要因素,谱峰周期(在模拟范围8s-16s内)的影响可以不计。高频向低频调制优于低频向高频调制。高频波浪对畸形波的形成具有极其重要的作用。在高频向低频调制方式下,组成波数一定时,畸形波波高、波峰高、畸形波波高与有效波高的比以及畸形波波峰高与畸形波波高的比随调制波数的增加而增大;波浪全部调制时,畸形波波高、波峰高和畸形波波高与有效波高的比随组成波数的增加而增大。畸形波波高、波峰高、畸形波波高与有效波高的比、畸形波波峰高与其前一波高和后一波高的比以及畸形波波峰高与畸形波波高的比均随谱宽度的增加而增大。在本文所采用的组成波数范围内(50-100),畸形波的模拟效率随调制波数和谱宽度的增加而提高。通过模拟试验推荐给出了改进的相位调制法模拟畸形波时截断频率、组成波数和调制波数的取值范围。     

基于全非线性层析水波理论的波群时历模拟研究

为了研究波群作用下的船舶参数激励横摇特性,该文引入了高阶无旋层析水波理论（HLIGN）开展波群的数值模拟研究。结合C11集装箱船顶浪不规则波参数横摇模型试验的测试数据,选取目标波群样本,通过二阶非线性造波理论获得了波群造波水池试验结果。利用全非线性波浪模型对波群进行数值模拟,给出了波群模拟时的造波边界设置和计算参数设置方法,并通过与物理造波结果对比发现,HIGN波浪模型对波群模拟有较高的精度,可很好地模拟波群的非线性传播特性。     

基于数值模拟的非线性波浪在直立墙上爬高的研究

在海洋和近海工程中,波与波相互作用或波与结构相互作用而产生的极端波浪爬高,严重威胁着海洋工程建筑物的安全。该文基于一个非静压数值波浪模型建立了三维波浪数值水池,对非线性波浪作用下直立结构物上的波浪爬高进行了研究。结果表明,不同水深、不同波陡的规则波与直立板相互作用时,波浪爬高在直立板上的分布差异较大;波浪振幅放大率,即波浪爬高与入射振幅的比值,随着波陡以及水深的增大而增大,并且最大放大率从直立板中心处逐渐移向板墙交界处;波浪振幅放大率最大达到4.0,远大于线性理论预测值2.0。     

基于频谱分析的间谐波闪变效应计算

在分析IEC闪变仪测量原理的基础上,提出一种基于频谱分析的电压闪变计算方法,先利用快速傅里叶变换（FFT）进行频谱分析,得到各频率分量的参数,然后利用这些参数计算电压闪变。新算法不仅能计算调制波和间谐波引起的总瞬时闪变视感度,还能计算出每个间谐波或间谐波对引起的瞬时闪变视感度占总瞬时闪变视感度的比例,即对闪变的贡献。它表明调制波是间谐波的特例,并且,当输入电压中含有间谐波对时,间谐波对引起的瞬时闪变视感度中的共同作用部分与基波和间谐波的初相角有关,而在以往的研究中一般未考虑相角的影响,或将相角默认为0°。仿真算例将频谱法和IEC算法进行了对比分析,验证了频谱法的有效性和准确性。     

球面-Rossby波的波谱分析和计算

用正压涡度方程分析了球面-Rossby波的波谱特征,给出了连续谱出现的条件和范围,计算出了球面-Rossby波的特征结构。结果表明:球面-Rossby波在基流角速度存在切变时可出现连续谱,其波谱是由离散谱和连续谱共同组成,连续谱和离散谱的谱函数不同,离散谱的谱函数表现为在子午圈上不同节点的波动,而连续谱的谱的谱函数表现为在子午圈上的某个纬度上出现了跳跃。     

基于浅水波方程的滑坡涌浪分析研究

随着水电工程的不断发展,库区滑坡稳定性及涌浪灾害链是影响水库安全运行的重要因素之一。同时,滑坡涌浪问题也一直以来是地质灾害领域研究的热点和难点问题之一。从二维浅水波方程基本理论出发,从滑坡动力学及入水产生涌浪全过程的数值模拟方法进行系统分析,并在此基础上以贵州省索风营水电站近坝库区的卞家寨滑坡潜在的涌浪过程进行模拟分析。基于野外地质勘探成果,构建滑坡体的三维地质结构模型及库区和大坝模型。通过数值计算分析,涌浪产生的洪水虽然产生漫坝,但是持续时间短、峰值较小,加之大坝为重力坝,因此对大坝不会造成严重的危害,对下游河道产生较大洪水灾害的可能性不大。     

基于特征矿物的红层滑坡形成机理分析

矿物成分是岩土体物理化学性质的主控因素,从矿物成分角度能更加深入地理解红层滑坡形成机理.以四川省五家坟滑坡为例,通过矿物分析、微观结构表征、强度测试等方法确定滑带土特征矿物,并从水岩相互作用角度量化分析特征矿物对滑坡形成的影响.结果表明:滑带土特征矿物为伊利石,含量高达41.9％,并且碎屑矿物散布于伊利石中,不起骨架作...     

基于频谱分析法的锦州市地下水位动态预报

依据锦州市9027号观测井1996—2004年逐月水位观测资料,利用频谱分析法建立地下水位预报数学模型,以2005年观测数据对模型进行精度检验。结果表明:锦州市地下水位动态变化的主要周期为3 a,反映了多年地下水位丰、枯变化的周期性;锦州市地下水位在1998年以前基本处于采补平衡状态,自1998年末地下水位呈逐年下降趋势,应加强管理,限制开采地下水。     

基于材料和几何非线性的张拉膜结构静力分析

张拉膜结构作为一种新型张拉结构体系 ,具有明显的材料和几何双重非线性.以某张拉膜结构模型试验为例 ,对模型试验进行非线性有限元分析 ,讨论了单元类型、网格划分、材料属性等对有限元分析结果的影响 ,研究了张拉膜结构在静力荷载作用下的力学响应特性 ,研究表明 :三种单元对模型试验的找形分析和荷载态分析精度比较接近 ,但是Shell 181则能较好的模拟材料非线性;对于低曲率膜面 ,几何非线性对于结构的影响要大于材料非线性的影响 ,可以按照材料的线弹性假定完成 ,对于高曲率膜面有待进一步研究 ;采用自由划分的网格精度可以满足低曲率膜面的精度要求 ,采用较密的网格化分不能有效提高结构的分析精度.     

沉桩分析研究的现状

本文概述了打入式预制桩沉桩分析的内容和目的,对沉桩机理作了简要分析,并介绍了国内外关于沉桩分析的研究现状。指出了各种分析方法的优缺点。     

基于SAP2000的进水塔结构静力弹塑性分析

结合工程实例,采用SAP2000中的框架单元和分层壳单元对进水塔结构进行Pushover分析和比较,表明两种单元均能较好的模拟结构的弹塑性特性;通过对Pushover分析与非线性时程分析结果的对比,发现两种方法的计算结果能吻合较好,所以Pushover方法可以对进水塔结构在罕遇地震作用下的抗震性能做出合理的评价?     

基于脱体涡模型的竖井贯流式水轮机组压力脉动数值分析

应用基于CFD方法建立的脱体涡模型对某潮汐电站竖井贯流式水轮机组的水力特性开展全流道三维非定常湍流数值模拟,获取不同水头工况下流道内关键位置处测点的压力脉动信息。结果表明:该潮汐竖井贯流式水轮机组流道内压力脉动均含有转频分量,距离转轮越近,转频分量幅值越大;转轮段压力脉动较强,振幅随水头的增加而增大,频率以3倍和6倍转频为主;导叶进水侧和出水流道内压力脉动较弱,且以低频分量为主;水头变化对导叶进水侧压力脉动影响很小;出水流道在设计工况下流态最好,压力脉动最小。     

基于Morlet小波的太阳活动与黄河流域径流量关系分析

太阳活动对黄河流域径流有一定影响。本文引用Morlet小波分析技术，对1919年～1997年黄河流域径流与同期太阳黑子9～11年小波系数的变化进行分析，表明黄河流域年径流与太阳黑子在不同时间段表现出不同的相关关系，在9年时间尺度上，1919年～1931年和1957年～1997年两个时段，它们与太阳黑子呈一定的负相关关系，1931年～1957年则表现为正相关关系。     

基于非线性内插法的冰振反应谱精度分析

基于非线性内插法提出了求解冰振反应谱的一系列数值连锁递推格式,并利用该方法以及常用的线性内插法,对两条实际冰压力时程曲线进行了冰振反应谱的数值计算和分析.结果表明:基于非线性内插法得到的各冰振反应谱值一般稍大于线性内插法所得结果,加速度反应谱放大系数的最大误差在误差控制范围之内,可以满足精度要求,能在一定程度上简化计算.