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《大连理工大学》 2003年
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人、反射波浪的分离与反射系数的研究

邵利民  
【摘要】: 本文研究了入、反射波共存场中斜向不规则波和多向不规则波波浪场的方向谱和反射系数,对于斜向不规则波频率谱及反射系数的计算提出了一种改进两点法(MTPM),对于多向不规则波方向谱和反射系数的分析,应用了改进的贝叶斯方法(MBDM)和改进的最大似然法(MMLM)。通过分析研究,提出了波浪场反射系数方向谱的概念,并由模型试验结果给出了斜坡堤前反射系数方向谱的经验公式。 为了分析单向不规则波入射波的频率谱和反射系数,本文在Goda用于分析正向不规则波的两点法的基础上,提出了可用于斜向不规则波频谱分离及其反射系数计算的改进两点法,该方法可用于计算任意波浪入射角的入、反射波谱、总体反射系数和反射系数的频率谱,并且测量波浪过程的两浪高仪可在较广的方向范围内布置。将此方法用模拟合成波波列的分离计算,结果表明,分离的入、反射波频谱与输入的靶谱符合良好,且计算的总体反射系数与输入的总体反射系数一致,计算得到的反射系数频率谱在峰频附近与输入值符合良好,说明该分析方法是可靠的。 在多向不规则波入射波方向谱和反射系数的分析研究中,利用方向频率对应法模拟了多向不规则波入射波与反射波叠加的波面序列,将此合成波列分别应用MBDM和MMLM进行分析,通过输入各种波浪参量、不同波浪测量系统和各种反射特性等因子,检验了MBDM和MMLM方法的适用条件,对两种分析方法的性能进行了比较分析。结果表明,对于波浪方向分布的分析,MBDM的分辨力高于MMLM,对于反射系数方向分布的估算,MMLM优于MBDM;仪器阵列的布置、仪器个数以及阵列与反射面的最近距离对两种方法分析结果的分辨力影响较大;MMLM的收敛速度快于MBDM,计算的稳定性优于MBDM;MBDM的分辨力受超参数选择的影响。通过系统性的比较研究,提出了两种方法的具体适用条件。 通过物理模型试验,系统地研究了斜坡堤前入、反射波方向谱的分离计算,采用MTPM分析得到了单向(包括斜向)不规则波的总体反射系数和反射系数频率谱(随堤坡变化)以及由Iribarren数表示的包含堤坡影响的反射系数频率谱。进而首次对两种护面斜坡堤给出了反射系数的方向谱。还研究了多向不规则波的总体反射系数随主波向的变化规律。
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