非线性不规则波的数值模拟

根据波动方程得到了二阶非线性不规则波的模拟公式，以及二阶波谱的计算式； 探讨了有限水深不规则波的数值模拟方法。利用波浪槽中实测的波谱和理论谱分别计 算了二阶谱，并对不规则波时间序列进行了数值模拟．结果表明，二阶谱对实测谱的影 响主要发生在二倍谱峰频附近及低频区附近；二阶模拟对线性模拟有一定改善作用，     

不规则波浪模拟的基本原理

本文基于线性系统假定,对不规则波浪的室内模拟方法进行了分析,其中介绍了单方向的波谱模拟、波列模拟和方向谱的模拟以及模拟中数字式与模拟式的迭代过程,同时对线性造波理论的一些基本问题诸如理论上的近似性、线性理论的适用范围及可能产生误差的来源作了初步的讨论,在此基础即可进行程序及模拟电路的具体实施.     

面向海洋工程应用的数值波浪水池

采用FLUENT软件中的用户自定义函数功能和动网格功能进行造波和消波,采用VOF方法捕捉自由液面,开发了一个数值波浪水池,该水池可以生成规则波浪、按照波谱生成不规则波浪以及生成既定的不规则波波列.文中开展了网格和时间步长试验,力图找到经济精确的网格划分方案和高效的时间步长方案.文中按照Jonswap谱进行了不规则波浪的数值模拟,采用了等分能量法分解波谱的频率区间来得到组成波的圆频率,模拟结果显示计算波谱与目标波谱一致,波浪的统计特征得到了很好的体现,模拟不规则波波谱的缺点是耗时过长.由于真实海况下对海洋浮式结构物造成损坏的往往不是整个波浪时间序列,而是少数的几个大波或者波列中的波群.因此采用CFD方法准确模拟出既定的波列将会对了解极端海况下海洋结构物的损坏事故提供极大帮助.采用本文提出的方法成功模拟出了既定的极大波,这个方法的关键在于确定造波板的运动规律.类似按照波谱造波,文中将造波板处的波浪时历进行了分解,得到了若干个小振幅波,通过傅里叶级数法推导出了每个小振幅波的特征参数.同样采用水力传递函数确定每个小振幅波对应的推板振幅,之后将这些组成波对应的推板运动规律进行叠加得到了模拟不规则波波列时需要的推板运动规...     

二维数值造波水槽不规则波之数值研究

利用边界元素法所建立数值造波水槽探讨不规则波浪之造波与传递问题，以Lagrange法描述水粒子之运动并利用前进差分处理时间项之微分项。水槽一端为活塞推拉式造波板，运动方式以Mitsuyasu-Bretschneider之波谱造波，另一侧设有一段消波区以减少计算结果受波浪反射之影响。水面上选定若干个测点量取水位变化之历时，利用波谱分析水面上各测点之波谱并与原入射波波谱比较来探讨本模式之准确性。     

基于小波变换的纱条信号波谱图计算方法

提出利用连续小波变换计算纱条波谱图的方法,并构造出适合纱条波谱图计算的小波函数。利用本文方法计算波谱图,其波道数可根据需要进行选择,并能得到相应的三维波谱图。     

在外磁场中对铁磁体、反铁磁体、亚铁磁体的自旋波谱的讨论

在外磁场中我们用量子理论方法计算了铁磁体、反铁磁、亚铁磁体的自旋波谱,并对自旋波的特点进行了讨论。我们发现亚铁磁体既有类似于反铁磁体的磁序特性,又有类似于铁磁体的波谱特性。     

双层磁性膜自旋波能量耗散的研究

建立了外场作用下双层膜的自旋波共振模型,求出双层磁性膜的有效阻尼参数,得到能量耗散特征量——自旋波谱线宽度2△H随波矢k1、双层膜厚度、阻尼参量和回转磁化率等的变化关系．对YsmFe5O12／(LaEr)3(FeGa)5O12 双层膜进行计算,其理论计算与实验结果一致．结果表明:在阻尼系数有较大差异的两层膜中,自旋波线宽度2△H 随激发层中自旋波矢增大而明显增大．     

白噪声不规则波与聚焦波的水池模拟

从推导造波板的运动规律出发,讨论了海洋工程水动力学试验中白噪声不规则波及聚焦波这2类非常规波浪在水池中的生成技术;基于实测谱修正与波谱相位聚焦,在海洋工程水池生成了品质较好的白噪声不规则波与聚焦波,并给出了这2种波浪在水池中的测试结果.通过边界元数值计算方法对水池模拟的聚焦波进行了验证.结果表明:采用所述方法可以在试验水池中生成品质较高的白噪声不规则波及聚焦波,从而为提高常规海洋工程水动力试验的精度,缩短试验时间及后续开展海洋工程平台在恶劣海况中生存能力的研究提供了技术依据.     

基于KdV方程的浅水畸形波演化特征

为了研究高斯脉冲型畸形波解的演化特征,运用虚拟波谱法数值求解KdV(Korteweg-de Vries)方程。以JONSWAP谱为目标谱,分别以线性余弦波、椭圆余弦波为基础组成波,采用叠加思想模拟随机波列,数值求解了高斯脉冲型畸形波在随机波浪场中的演化特征。采用CMOR小波分析畸形波演化过程中的波数、能量分布状况。模拟结果反映了畸形波生成时的能量集中以及高频能量转移特征。计算随机波浪场中不同参数条件下高斯脉冲型畸形波的持续时间和传播距离,曲线拟合结果表明,畸形波的持续时间与传播距离和高斯脉冲的波幅与脉冲参量之间近似呈二次函数关系。     

波群的数值模拟和物理模拟

基于现场实测资料,给出了一个波包谱的经验公式,在此基础上建议了波群的数值模拟和物理模拟方法,可按指定的波谱和波群特征参数,数值模拟和在实验水槽中制造出所要求的波群,得到了满意的结果。     

台风影响下海滩内碎波带的波动特征

根据９７１３号台风影响期间对粤东海岸一海滩内碎波带２个测波点同步测量的波浪资料,分析了内碎波带的波功率谱、交叉谱和二阶相干谱,讨论了海滩反射性、碎波要素、组成波之间非线性相互作用与长重力波的形成等与地形动力有关的海滩—碎波带波动特征     

云南区域数字地震台网台站场地响应研究

 采用H/V谱比法,计算给出了云南区域数字地震台网23个子台的地震波尾波随频率变化的场地响应特征.结果表明,在1~10 Hz频段内相对平坦,23个子台尾波的场地响应在1.37~3.59之间变化,平均2.05.在大于10 Hz的频段,少部分台站有较明显的放大作用.这些结果对云南地区地震波的研究会有所帮助.     

双波群产生的低频波浪的实验研究

对五个不同海岸坡度（1：20、1：40、1：60、1：80和1：100）,进行双波群产生低频波浪的物理模型实验研究,研究所产生低频波浪的特征。结果表明,低频波浪的个数对大于1：80坡度的海岸是2个,而对1：100坡度的海岸是1个;低频波浪的波峰时间间隔近似等于波群周期;波谷时间间隔与波高无关,但依赖于波群周期和海岸坡度,本文根据实验结果给出该依赖关系的表达式。     

柔性滚弯成形工艺中边波的控制方法

建立了柔性滚弯成形数值模拟模型,分析了道次数目、变形路径及道次间距等主要工艺参数对边波的影响规律,并研究了边波控制方法.结果表明:变形路径对边波的形成影响很大;增加道次数目和道次间距,都可以减弱边波效应,通过合理设计变形路径,能够有效控制边波的产生.     

琉球群岛海域的波候观测分析

为了展现琉球群岛海域的海浪特征,利用2个浮标观测数据分析了该海域的波候(海浪气候态)特征,重点计算了宫古海峡的强风、强浪。结果表明:喜屋武岬的月平均有效波高(SWH)峰值为1.5 m,出现在8月,22001站的峰值为1.7m,出现在2月,2个站点各月的波周期基本为6.0~8.5s,波谷出现在5-6月,波峰出现在10月;琉球海域的最大波高呈单峰型月际变化,波峰出现在8-10月,22001站为12m,喜屋武岬为8~10 m,平均最大波高的峰值为6 m,出现在8月;50年一遇的极值波高表现显著的月际变化,22001站的峰值为22~24m,出现在8-9月,喜屋武岬的峰值为16~20m,出现在6-10月;2月和11月,琉球海域出现频率最高的波高-周期联合频率为(2.0m,7s),5月出现频率最高的为(1.0m,7~9s),8月出现频率最高的为(1.0m,7s);在宫古海峡,2月、5月和11月的强浪主要源自东北偏北向,8月,强浪源自东南偏东向,强风向与强浪向整体上保持了较好的一致性。     

基于 AETA 监测数据的地震预测研究

针对2017年8月8日中国四川省九寨沟县Ms 7.0级地震事件, 分析AETA地震前兆监测设备上地震前后的数据。结果显示, 四川地区已安装的36个台站中, 有13个出现相关异常, 其中9个台站为密切相关。在异常台站中发现一种与日升日落几乎同步的电磁扰动均值波形(称为SRSS波), 有11个台站在震前出现该波形。采用 PCAETA算法对这11个台站的数据进行分析, 计算得到九寨沟防震减灾局AETA台站(104.25°E, 33.26°N)的波形震前震后出现明显的异常条带, 2017年8月12日至11月20日冕宁防震减灾局AETA台站(102.17°E, 28.55°N)的AETA波形也出现震前异常条带。结果表明, AETA设备可在地震发生前捕捉到多点的密切相关的前兆异常, SRSS波的条带异常现象是比较明确的临震前兆特征。     

基于曲边平面谱单元的弹性波传播分析

针对现有的谱单元多将单元几何边界考虑为直线或平面,对具有复杂曲线或曲面形状的结构几何离散近似误差较大,从而影响了弹性波传播分析精度的问题,推导了一种亚参数曲边平面谱单元,对单元几何形状采用二次插值,对位移场函数可采用高于二阶的任意阶插值,并讨论了一般高次曲边/曲面谱单元的推导方法. 以矩形平面结构中的波传播分析为例,对比了曲边谱单元、直边谱单元及常规有限元的数值模拟结果,验证了单元的有效性. 以具有曲线边界的圆环结构中的波传播分析为例,对比了采用曲边和直边谱单元数值模拟结果的差异. 结果表明,采用直边单元近似曲边结构,由于几何误差较大,弹性波传播分析结果误差较大;曲边单元能够获得更好的模拟精度.      

云南寒潮时空特征及变化分析

应用1961～2008年共48 a云南125站气温资料,通过计算趋势系数等统计方法,分析全省寒潮的发生频次、时空分布特征及单站寒潮、总寒潮过程和区域寒潮过程的年代际变化及其环流特征.结果表明:单站寒潮频次呈东高西低分布;全省寒潮过程、区域寒潮过程和单站寒潮均为1月最多,2月和12月次之;省内寒潮频次在减少,东部减少趋势明显;环流分析发现在云南寒潮偏多发生年份,中高纬度地区500 hPa高度场较常年偏低,副热带高压较常年偏弱,850 hPa温度场为负距平.     

群波在斜坡上的爬落变化研究

通过理论推导，将群波分解为线性项和非线性项，讨论群波非线性项在不同水深条件下的影响情况，试验中取各组成波波高相等，频率间隔０．０２Ｈｚ，通过模型试验研究群波在斜坡上的爬落变化，并与相应于群波有效波高的规则波的试验成果和经验公式进行对比分析，发现群波和规则波在斜坡上的爬高和爬落幅度的规律大致相同，而落深存在一定差异，即当Ｉｒｉｂｒｒｅｎ数较小时，规则波没有回落现象，运用谱分析方法研究群波在斜坡上的爬     

近500年中国旱涝时空分布特征的研究

 为了揭示我国旱涝的时空分布特征,采用滑动平均、经验正交函数(EOF)展开以及谱分析等统计分析方法对我国100个站近500a的旱涝资料进行分析.结果表明,中国旱涝变化在时间上和空间上存在着2个主要特征:从时间演变上看,中国旱涝变化有明显的周期性,其周期大约为24.75a,自1800年以来,出现逐渐干旱化的倾向;从空间分布上看,中国旱涝变化呈南北型分布,且南北中心不同,北方只有1个中心,但南方包括东南和西南2个中心.