海浪方向谱的阵列测量方法研究

【摘要】： 海浪的方向谱对于海浪及其相关领域的研究有重要意义,阵列测量是获取方向谱的一种常用方法。本文对方向谱阵列测量的三个方面,即阵列形式、谱估计算法和观测手段,进行了研究。 本文主要内容如下: 1.简要阐述海浪理论谱和基于理论谱的海浪数值模拟方法。 2.详细介绍了四种常用谱估计算法,讨论了算法和阵列在应用中存在的问题。 3.应用数值仿真的方法研究了方向谱的阵列测量技术。通过对单向和多向随机波浪谱估计结果的分析比较,研究了谱估计算法、阵列排列形式和波浪频段范围三者对谱估计精度的影响,得出的结论为阵列方法的应用提供了参考。 4.在国内首次将阵列方法应用于实际海浪时间序列图像分析,即像素阵列方法。根据前面对阵列方法的研究,结合实际海面情况设计了阵列形式,选择了EMLM和BDM作为谱估计算法,分析了实际拍摄的海浪画面,平均波向计算结果和实际方向基本一致。最后分析了像素阵列方法中存在的问题,提出了改进的方案,为像素阵列方法进一步研究和应用打下了基础。 本文研究了海浪方向谱阵列测量的相关技术,引进了新颖的方向谱观测方法。这种方法提供了一条方便、快捷、低成本获取方向谱的途径,有广阔的应用前景。