畸形波生成过程中波群特性分析

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1、万方数据硕士学位论文畸形波生成过程中波群特性分析WaveGroupinessAnalysisoftheProcessofFreakWaveGeneration作者姓名：扬壹麽学科、专业：鲞旦：渔崖区逗渔工程完成日期：2015．5．1大连理工大学DalianUniversityofTechnology万方数据IIIIIIIIIIIIlUli111111111I—Y2820805大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经

2、发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：堕矍遗生盛过堡生遗登赞蛙佥堑作者签名：翟叠互盈日期：垃!￡年—上月—L日万方数据大连理工大学硕士学位论文摘要畸形波是指海面上波高超过两倍有效波高的特大波浪，其波峰尖陡，能量高度集中，破坏力极强，是造成海上巨轮失事以及海上建筑物破坏的重要原因。虽然学者们对畸形波开展了大量的模拟研究，也取得了一定成果，但大多数都是基于不同相位的组成波在特定位置发生聚焦的机制，这不符合实际海

3、面上的随机波浪条件。此外，研究表明随机波列中畸形波的生成与波群的演化和发展存在一定的关系，但目前却鲜有研究对此展开定量分析。因此，本文通过改变Benjamin-Feir参数调整波列的不稳定性，分别对单向和多向不稳定随机波列中的畸形波进行了实验模拟，基于小波变换，分析了畸形波生成过程中波群的演化和特性，并在此基础上对畸形波的生成机理进行了讨论和探究。本文首先阐述了国内外畸形波的研究现状和波群的分析方法，并介绍了小波变换的基本概念以及小波能谱和小波能量过程线，同时定义了新的波群参数：群高参数GFw与群长参数GLw。对二维和三维不稳定随机波浪进行了模拟研究，分析并

4、比较了单向和多向不规则波列中畸形波以及波群的演化过程，并分析了BFI(BFI=42／(2矽／兀))、方向分布以及相对水深等因素对波群特性和峰度因子的影响。分析结果表明：1．单向不规则波列中畸形波的演化与波群的调制和解调制有关，其生成机理主要是波列自身的不稳定性引起的自聚焦和非线性作用。2．群高参数GFw可以很好地反应出波列的不稳定性，波列越不稳定(BFI越大)，GFw就越大，而且伴随波列的传播和演化，GFw增大的趋势越显著。3．多向不规则波列中畸形波的生成机理不同于单向波列，波列的不稳定性减弱，而不同方向波浪之间的空间能量汇聚起到了重要作用。4．方向分布、B

5、FI以及相对水深等因素对波列的群性具有比较大的影响。当方向分布较宽时，波列的不稳定性受到抑制，GFw沿程变化很小，BFI的影响也不明显；而当方向分布变窄时，舒w沿程逐渐增大，且方向分布越窄，GFw增大的趋势越明显。同时，随着方向集中度的增大，BFI的影响也越来越显著，BFI较大的组次GFw增长的更快。此外，相对水深变浅也会抑制波列的不稳定性，GFw沿程增大的趋势变小。5．群高与群长两参数之比GFw／GLw与峰度值kurtosis的变化趋势基本相同，两者具有很好的相关性。关键词：畸形波；不稳定波列；Benjamin．Feir不稳定性；波群特性；小波变换万方数据

6、畸形波生成过程中波群特性分析WaveGroupinessAnalysisoftheProcessofFreakWaveGenerationAbstractFreakwaveiSdefinedasahugewavewhoseheightiSmorethantwicethesignificantwaveheight，andithassharppeak,highlyconcentratedenergy，andstrongdestructiveforce．nisanimportantcauseofthewrecksofgreatshipsandmarinestruc

7、tures．Scholarshavemadesomeachievementsbycarryingoutsimulationstudy，butmostarebasedonthefocusingmechanismofwaveswithdifferentinitialphases．whichdoesnotaccord、析ththeactualconditionsoftherandomwavesonthesea．Inaddition,thereexistrelationsbetweenwavegroupand舭akwavegenerationinrandomwave

8、trains．butfewstudiesonquan