基于小波變換的波浪方向特性研究.pdf

1、了解和探索實際海浪的本質與規(guī)律是一個從簡單到復雜，從理想狀態(tài)到貼近實際狀態(tài)，從淺顯到深入的過程。換言之，是循序漸進地從規(guī)則波到不規(guī)則波，單向波到多向波的過程。海洋中的天然海浪是由多向的不規(guī)則波浪疊加而成的復雜非平穩(wěn)波浪場，方向譜是描述復雜波浪場的基本方法，更是影響海洋建筑物設計，風浪生成機制、近岸泥沙運動等問題的重要因素，因此開展海浪的方向譜的相關研究非常有理論意義和工程應用價值。由于傳統(tǒng)的波浪方向譜估計方法基于Fourier變換，不能

2、準確估計非平穩(wěn)波浪場的方向分布。小波變換是分析非平穩(wěn)波浪的有力工具，因此開展基于小波變換的方向譜研究是解決準確估計非平穩(wěn)波浪場方向譜的有效方法。
　　本文首先介紹了小波變換的基本原理，然后著重陳述了基于小波變換方向譜的估計方法。基于數(shù)值生成的已知方向分布的波浪場分別討論了測波陣列類型、波浪傳播方向、方向集中度、不同的采樣長度以及不同的采樣間隔等因素對于小波方向譜分析結果的影響。結果表明:小波方向譜的估計方法適用于三點以上均勻分布的

3、陣列;適用于沿任何方向傳播的波浪;適用于方向集中度大于20的波浪。與傳統(tǒng)方向譜估計方法相比小波變換方法所需樣本長度較短，適用條件較寬泛，實用性更強。
　　通過小波方向譜可以進一步求得波浪場的波數(shù)分布，波數(shù)方向譜和有效波高。分析結果表明波數(shù)的大小以及方向分布完全體現(xiàn)了海浪的能量分布趨勢，頻率方向譜和波數(shù)方向譜是完全對應的。本文還利用MIKE—BW模型進行多向不規(guī)則波的數(shù)值模擬，并應用小波方向譜方法對數(shù)值模擬結果進行了分析，結果表明基