海浪譜公式總結(jié)課件

1.Neumann譜 由半經(jīng)驗(yàn)的方法，假定海浪的某些外觀特征反映其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由觀測(cè)到的波高和周期間的關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)。于50年代首先提出。式中：U為海面上7.5米高處的風(fēng)速；常數(shù)C=3.05m/s2

1.Neumann譜 由半經(jīng)驗(yàn)的方法，假定海浪12.P-M譜

皮爾遜和莫斯克維奇根據(jù)在北大西洋一定點(diǎn)上測(cè)得的大量數(shù)據(jù)，于1964年提出。適用于充分成長(zhǎng)的海浪。式中：a=0.0081;β=0.74;g為重力加速度；

U為離海面19.5m處的風(fēng)速。

P一M譜為經(jīng)驗(yàn)譜，依據(jù)的資料比較充分，分析方法合理，使用也方便。目前采用都的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)波譜主要是基于P-M譜的形式建立的。但是它僅包含一個(gè)參數(shù)U，不足以表征復(fù)雜的海浪情況。2.P-M譜皮爾遜和莫斯克維奇根據(jù)在北大西洋一23.ITTC譜

國(guó)際拖曳水池會(huì)議(ITTC，1972)對(duì)P-M譜進(jìn)行了修改，得到ITTC譜。式中：ζw/3為三一平均波高（不是波幅）。3.ITTC譜

國(guó)際拖曳水池會(huì)議(ITTC，19734.雙參數(shù)海浪譜

1978年第15屆ITTC采用了雙參數(shù)譜，雙參數(shù)譜改進(jìn)了ITTC譜，對(duì)成長(zhǎng)中的海浪也適用。4.雙參數(shù)海浪譜

1978年第15屆ITTC采用了雙參45.ISSC譜

國(guó)際船舶結(jié)構(gòu)會(huì)議ISSC1964推薦下列譜公式，且常稱之為ISSC譜。5.ISSC譜 國(guó)際船舶結(jié)構(gòu)會(huì)議ISSC1964推薦下列譜56.JONSWAP譜

該譜由“北海海浪聯(lián)合計(jì)劃”測(cè)量分析得到，在60年代末期提出，適合像北海那樣風(fēng)程被限定是海域，有兩種表示形式。a.由風(fēng)速和風(fēng)程表示的譜公式式中：α為無(wú)因次常數(shù)，可取α=0.0076(gx/U2)-0.22;x為風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度(風(fēng)程)；U為平均風(fēng)速；ωp為譜峰頻率，可取ωp=22(g/U)(gx/U2)-0.33;γ為譜峰提升因子，平均值為3.3；σ為峰形參數(shù)，當(dāng)ω≤ωp時(shí)，可取σ=0.07；當(dāng)ω>ωp時(shí)，取σ=0.09.6.JONSWAP譜 該譜由“北海海浪聯(lián)合計(jì)劃”測(cè)量分析得66.JONSWAP譜b.由波高和波浪周期表示的譜公式式中：Tp為譜峰周期，波譜峰值對(duì)應(yīng)的周期。6.JONSWAP譜b.由波高和波浪周期表示的譜公式77.Bretschneider譜

布氏于1959年由無(wú)因次波高和無(wú)因次波長(zhǎng)的聯(lián)合分布函數(shù)導(dǎo)出二參數(shù)譜，適用于成長(zhǎng)階段或者充分成長(zhǎng)的風(fēng)浪。后經(jīng)日本光易恒(Mitsuyasu)改進(jìn)如下：

式中：Hs為有效波高，表示波列中波高最大的1/3波浪的平均波高；TH1/3為有效波周期，表示波列中波高最大的1/3波浪周期的平均值。7.Bretschneider譜布氏于88.斯科特譜斯科特(Scott，1965)對(duì)于充分發(fā)展的海浪建議用下列譜公式:式中：-0.26<ω-ωp<1.65,Hs為有效波高；ωp為譜峰頻率。此譜和北大西洋以及印度西海岸實(shí)測(cè)譜符合得很好。8.斯科特譜斯科特(Scott，1965)對(duì)于充分發(fā)展的海浪99.六參數(shù)譜

奧啟和漢伯爾(Ochi，Hubble，1976)提出了一個(gè)六參數(shù)譜公式，它把整個(gè)譜分成低頻部分和高頻部分兩個(gè)組成部分，每一部分分別用三個(gè)參數(shù)—有效波高Hs、譜峰頻ωp和形狀參數(shù)λ表示。式中：j=1、2分別表示低頻和高頻部分。六參數(shù)譜可表達(dá)任何發(fā)展階段的風(fēng)浪譜。9.六參數(shù)譜 奧啟和漢伯爾(Ochi，Hu1010.Wallops譜

1981年，美國(guó)Huang等基于理論研究和美國(guó)航空航天局wallops飛行中心風(fēng)浪流水槽實(shí)驗(yàn)資料，提出通用的二參數(shù)譜—wallops。他們認(rèn)為此譜適用于波浪發(fā)展、成熟和衰減各個(gè)階段。合田把它改進(jìn)成下列形式，建議用于工程設(shè)計(jì)(Goda，1999)10.Wallops譜 1981年，美國(guó)Hua1110.Wallops譜式中：

m，βw為兩個(gè)參數(shù)，改變m即可改變譜的寬窄形狀，βw用于調(diào)整譜面積，使之等于波浪總能量。

形狀參數(shù)m和JONSWAP譜中的γ一樣，其選用依靠工程師的經(jīng)驗(yàn)和判斷。一般小的無(wú)因次風(fēng)距gX/U2和大的γ或m值相關(guān)，而大的無(wú)因次風(fēng)距值gX/U2導(dǎo)致γ=1或m=5。在淺水，上述譜中采用m=3或4是合適的。10.Wallops譜式中：m，βw為兩個(gè)參1211.方向譜 長(zhǎng)峰不規(guī)則波是假定海浪沿單一方向傳播的；實(shí)際海浪除了沿主方向傳播外，還向其他方向擴(kuò)散，稱為短峰不規(guī)則波；短峰不規(guī)則波可以看成傳播方向不同的長(zhǎng)峰不規(guī)則波疊加而成。描述海浪沿不同方向組成的波譜，稱為方向譜。

式中：S(ω)為長(zhǎng)峰不規(guī)則波的海浪譜；θ為組成波與主浪向的夾角。D(ω,θ)的一般形式為：(|θ|≤π)國(guó)際船舶結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)會(huì)議(ISSC)建議用一下兩種n值

n=2,k2=2/π;n=4,k4=8/3π;11.方向譜