波浪阻力线性化的能量法

应用能量法对非线性海浪阻力的线性化进行了研究.结果表明,运用现在常用的线性化公式计算的波浪阻力比实际的非线性波浪力偏小。其均方误差大于5％。这对于海洋结构物的设计和使用将是不安全的.为了改进非线性海浪阻力的计算方法.本文提出了能量法线性化方法.并通过数值计算.给出了线性化阻力修正系数的经验公式.用这种线性化方法对波浪力与非线性波浪力进行计算几乎没有误差.所以,该方法不但在谱分析中应用方便.并且消除了由于线性化带来的误差.     

波浪阻力线性化的能量法

应用能量法对非线性海浪阻力的线性化进行了研究。结果表明，运用现在常用的线性化公式计算的波浪阻力比实际的非线性波浪力偏小，其均方程差大于５％，这对于海洋结构物的设计和使用将是不安全的。为了改进非线性海浪阻力的计算方法，本文提出了能量法线性化方法，并通过数值计算，给出了线性化阻力修正系数的经验公式。用这种线性化方法对波浪力与非线性波浪力进行计算几乎没有误差。所以，该方法不但在谱分析中应用方便，并且消除     

基于拟线性变换的海浪方向谱反演方法研究

海浪谱反演的交叉谱方法能有效降低斑点噪声并确定海浪传播方向,但从海浪谱到SAR交叉谱的非线性变换非常复杂,给海浪谱反演带来了分析和计算上的困难。依据从海浪谱到SAR交叉谱的非线性变换,给出了从海浪谱到交叉谱的拟线性变换,并利用海浪谱非负的约束条件,建立了一种基于该拟线性变换的反演方法。在引入海浪谱非负约束条件的情况下,反演过程中可以用拟线性变换代替非线性变换确定每次迭代的方向,不但能简化计算,并且能在反演精度不受影响的情况下,使反演过程更快、更稳定地收敛到最优海浪谱。     

海浪谱的计算及谱质量的分析

本文讨论根据海浪记录计算海浪谱的程序.文中通过实例简述了海浪谱和表征海浪特性的各要素的计算方法,以及如何评价已求得的海浪谱的质量和在计算过程中选择各主要参数的方法.     

随机海浪群性的研究

从随机海浪群因子的定义出发,分别研究将海浪视作正态过程和非正态过程时海浪的群性。研究结果发现按正态过程描述海浪时其群因子的值为常值,而按非在态过程描述海浪时其群因子的值不再是常值,它与海浪的非线性因子及谱宽度参数有关,并随这两个因子变化而变化。文中并给出了实测资料的验证结果。     

一种非线性水波自由面模型及其海浪数值模拟

在正弦波的表达式中引入一些修正系数,得到一种非线性水波自由面模型,通过确定其修正系数可以快速高效地模拟非线性水波自由面.将模拟的波形与全非线性傅里叶近似法得到的波形对比以验证其正确性.基于线性叠加原理以JONSWAP谱为目标谱,利用该非线性水波模型进行海浪数值模拟,并与LonguetHiggins提出的非线性海浪高程分布模型进行比较,结果表明所模拟海浪与实际海浪规律相符合.     

查洁法结合RANS方程的滑行艇阻力计算方法

针对雷诺平均Navier Stokes（RANS）方程结合流体积法（VOF）计算滑行艇阻力耗时较长、现有滑行艇阻力估算公式精度较低且适用范围有限,提出了一种查洁法结合RANS方程的滑行艇阻力计算方法.通过求解艇体平衡方程,迭代求出艇体航态,动态计及升沉和纵倾角对艇体流场和阻力计算的影响.对于艇体航态变化显著时的阻力计算（体积傅氏数F>1.5）,先采用查洁法估算初始纵倾角,再求解RANS方程可大幅提高计算效率.采用该方法计算了现代滑行艇模型4667 1和SM5的阻力、升沉和纵倾角,并与试验结果对比.结果表明：0.26≤F≤6.03,阻力计算值与试验值误差小于7%,升沉和纵倾角计算值与试验值吻合良好,从而验证了所提出的计算方法有效性.     

海浪测量的一种新方法

本文根据时间序列分析和参数识别理论,提出一种测量海浪的新方法.它不需要浪高仪,仅由船舶横摇运动记录曲线来估算海浪的统计值.这种动态海浪预测方法便于船舶航行中实时测量.通过对模型试验结果的对比分析和实船横摇记录的离线计算表明,本文方法是可行的.     

刚性桩复合地基等效实体法侧摩阻力取值研究

在地基处理工程方案设计时,采用等效实体法计算复合地基下卧层沉降计算的关键在于侧摩阻力的取值.以往都是直接采用勘察报告中测得的q_s值来代替侧摩阻力进行计算.该方法会对沉降计算产生较大误差,可能严重影响设计方案的造价,或对工程质量产生重大影响.根据前人对桩侧摩阻力的研究结果提出了对q_s值进行修正,并结合工程实例分别采用q_s值和修正后的q_s值来代替桩侧摩阻力,再使用等效实体法计算下卧层沉降.分别将两种方法计算结果和沉降观测的结果对比,说明用修正后的q_s值较直接用q_s值来代替侧摩阻力更为合理.     

单点系泊装置的非线性动力分析

本文应用非线性谱分析法，对单点系泊装置在随机海浪作用下的非线性动力响应进行了分析．系统的非线性来源于单锚腿系泊系统的非线性恢复系数．与线性化方法相比，该方法勿需对非线性项进行线性化，从而消除了由于现行化带来的误差，这对于提高计算结果的精度是有益的．     

考虑薄膜力影响的浮板水弹性频域分析方法

提供了一种考虑薄膜力影响的海上浮动平板的水弹性频域分析方法。在线性假定下利用格林函数法求解浮动平板所受的波浪作用力和在水中运动的附加水动力系数。根据板的大挠度理论，考虑板内的薄膜力，建立了波浪中运动平板的水弹性运动方程。在求解了由一阶波浪力引起的板的一阶位移后，通过对与该位移有关的薄膜力引起的非线性力的频率分析，介绍了由薄膜力引起的非线性位移的求解方法。     

基于流函数理论的近海风机非线性波浪荷载计算

近海风机多建于近海浅水区,波浪荷载非线性特性较为明显.基于流函数理论研究了高阶非线性波浪速度场和加速度场的特性.基于Morison方程和流函数理论计算了近海风机非线性波浪荷载,并研究了波浪自由面对近海风机非线性波浪荷载的影响,同时探讨了不同桩径时浅水区非线性波浪荷载的特性.为了验证计算结果的正确性和对比波浪的非线性特性...     

张力腿平台内孤立波载荷及其理论模型

在大型重力式密度分层水槽中,对内孤立波作用下张力腿平台的载荷特性开展了系列实验.基于两层流体内孤立波KdV(Korteweg de Vries)、eKdV(extended KdV)和MCC(Miyata Choi Camassa)理论,建立了张力腿平台内孤立波载荷的理论模型,给出了该理论模型中三类内孤立波理论的适用性条件.研究表明,张力腿平台的内孤立波水平载荷包括立柱与沉箱部分的拖曳力和惯性力,可由Morison公式进行计算,而其竖向载荷主要为竖向Froude Krylov力,可以通过内孤立波诱导动压力在立柱底部及沉箱上下湿表面进行积分计算.系列实验结果表明,在Morison公式中的拖曳力系数与内孤立波诱导速度场的雷诺数之间为指数函数关系,惯性力系数与KC(Keulegan Carpenter)数之间为幂函数关系,而且基于所建立理论模型获得的张力腿平台水平力、竖向力及其力矩的计算结果与系列实验结果吻合.本项研究在系列实验基础上,为海洋工程张力腿平台的内孤立波载荷预报提供了一个实用的理论计算模型.     

非线性不规则波二阶分离模型

基于二阶波势流理论,建立了一个非线性不规则波浪二阶分离模型．通过求解频域内一、二阶成分之间的传递函数,建立起二阶项求解关系式,将二阶项变换到与一阶项同一个傅里叶频域空间,采用Newton-Raphson迭代方法分别求解出目标波浪中一阶、二阶和频与二阶差频．利用所建立模型分别对规则波和二阶非线性不规则波进行了数值验证,并对波浪非线性的影响进行了分析,典型数值计算结果表明模型是有效的．     

非线性发展方程的新精确解

提出寻找非线性发展方程精确行波解的新的直接截断展开法，用此方法研究了一个广义非线性物理模型．经行波法约化方程，根据领头项分析，给出了这个模型的一个变换，并把它变换为一个新的非线性方程，利用函数展开方法和非线性立方Klein-Gordon方程的解，获得非线性发展方程丰富的精确行波解，其中包含孤波解、周期波解、有理函数型孤立波解、雅可比椭圆函数解．本方法简单而有效，可推广应用一类非线性模型的求解．     

基于传递函数和指端脉搏波的桡动脉脉搏波重建

桡动脉脉搏波的检测方法易受人体运动影响,因此提出了传递函数法通过指端脉搏波来估计桡动脉脉搏波.首先,通过分析窗宽和模型阶次建立指端脉搏波到桡动脉脉搏波的传递函数FIR模型;然后,使用测试数据评估模型对桡动脉脉搏波估计的精度.通过对10个受试者10d的样本数据进行分析处理,发现估计的桡动脉脉搏波与实测的桡动脉脉搏波最佳波形匹配度均在70%至92%范围内.结果表明使用传递函数法可以实现对桡动脉脉搏波的初步估计,该方法的提出为桡动脉脉搏波的检测提供了一种更简便的手段.     

有限振幅波对复合圆柱绕射波浪力的实用算法

提出了有限振幅波对复合圆柱绕射波浪力（矩）的一种实用计算方法．在Ｓｔｏｋｅｓｎ阶绕射波速度势已定条件下，用此法可对ｎ＋１阶水波所致波浪载荷进行积分形式的工程估算．实算中对慢收敛的无限自由表面积分可采用数学上的渐近方法化简运算；对直立圆柱第２阶波浪力的实算结果与有关实验数据吻合良好．     

非线性NLS方程的新显式精确行波解

给出一种求解非线性发展方程精确行波解的新方法——双函数法.借助计算机代数系统Mathematica,利用双函数法和吴文俊消元法,获得NLS方程的多组新的显式行波解,包括孤波解和周期解.     

波浪对船剖面作用的时域计算模型

为了求港口中波浪对船的作用力，用边界元数值求解复速度势建立了波浪对船剖面作用的时域计算模型，采用满足运动学和动力学条件的半拉格朗日法跟踪流体的自由表面。推导了适用本数值模型的辐射边界条件，此边界条件和海绵层边界条件组成的出口边界条件，可以使波浪很好地被吸收或传播出去。数值计算结果和实验结果对比表明此模型能精确模拟波浪对船的作用力。