P M spectrum and JONSWAP spectrum of wind wave spectrum theory and case selection method based on fitting disclosed by the invention has the following advantages: relatively and the reality of wave only part of wind is fully grown, the relationship between the measured spectrum the spectral peak frequency and P M spectral peak frequency can be a good screening storm situation, provide accurate data for fitting the measured spectrum of wind wave spectrum work. By adding the modified parameters to the JONSWAP spectrum, the fitting of the theoretical spectrum can be improved, and the accurate expression of the spectrum under the stormy condition can be realized.
【技术实现步骤摘要】
基于P-M谱和JONSWAP谱的实测风浪情况筛选和理论频谱拟合方法
本专利技术涉及一种实测海浪情况筛选及针对实测海浪频谱的拟合方法,尤其涉及一种基于P-M谱和JONSWAP谱的实测风浪情况筛选及其频谱拟合方法。涉及专利分类号G06计算;推算;计数G06F电数字数据处理G06F19/00专门适用于特定应用的数字计算或数据处理的设备或方法。
技术介绍
在海浪能量的预测及应用中,研究理论频谱模型是一种重要的分析手段。理论频谱模型能够根据实测或假设得到的海浪要素,确定对应的海浪能量在各频率位置的分布,以此提供峰值能量的频率位置、各频率处的能量大小等信息。目前,通常使用的海浪理论频谱包括:Bretschneider(布氏)谱、Pierson-Moskowitz(P-M)谱、JONSWAP谱等。这些频谱通常都是根据特定海域的实测风浪数据拟合得到,虽然能够较好地表达一些海域的海浪能量分布情况,但是由于其修改余地小,对于部分海域的频谱拟合效果不够理想。同时,这些方法在拟合之前没有给出根据海浪要素的风浪筛选方法。布氏谱是Bretschneider(1959)根据无因次的波高和波长联合分布,导出的一种适用于已充分成长或正处于成长阶段海浪的频谱。P-M谱是Pierson和Moskowitz(1964)利用1955-1960年之间的北大西洋观测资料,找出已经充分成长的波浪数据,根据Kitaigorodskii相似定律,通过拟合无因次谱得到适合于充分成长海浪的风浪频谱。该谱即有实测数据的依据,又有一定的理论基础,至今依旧得到广泛使用。JONSWAP谱是Hasselmann等(197 ...
【技术保护点】
一种基于P‑M谱和JONSWAP谱的实测风浪情况筛选方法,其特征在于包括如下步骤:—以每两分钟为时间间隔获取目标海区内选定时间段内的海面高程;得到海面高程的时间序列x(t);对所述的时间序列x(t)进行分块,得到多个时间分块;—通过对每个时间分块进行傅里叶变换DFT,将每个时间分块转化成频谱函数S(f);通过读取频谱函数S(f)中最大值对应的f得到每个时间分块中频谱的实测频谱谱峰频率;—根据所述的海面高程时间序列,通过对序列中最大的三分之一部分取平均值,求得所述每个时间分块中的三分之一大波高,作为时间分块中的有义波高Hs;—根据P‑M谱和有义波高Hs求得各所述的时间分块对应的P‑M谱谱峰频率;—计算所述实测频谱谱峰频率和对应的P‑M谱谱峰频率的差值的绝对值;选取绝对值小于0.25Hz的数值,作为风浪数据,完成实测风浪的筛选。
【技术特征摘要】
1.一种基于P-M谱和JONSWAP谱的实测风浪情况筛选方法,其特征在于包括如下步骤:—以每两分钟为时间间隔获取目标海区内选定时间段内的海面高程;得到海面高程的时间序列x(t);对所述的时间序列x(t)进行分块,得到多个时间分块;—通过对每个时间分块进行傅里叶变换DFT,将每个时间分块转化成频谱函数S(f);通过读取频谱函数S(f)中最大值对应的f得到每个时间分块中频谱的实测频谱谱峰频率;—根据所述的海面高程时间序列,通过对序列中最大的三分之一部分取平均值,求得所述每个时间分块中的三分之一大波高,作为时间分块中的有义波高Hs;—根据P-M谱和有义波高Hs求得各所述的时间分块对应的P-M谱谱峰频率;—计算所述实测频谱谱峰频率和对应的P-M谱谱峰频率的差值的绝对值;选取绝对值小于0.25Hz的数值,作为风浪数据,完成实测风浪的筛选。2.根据权利要求1所述的基于P-M谱和JONSWAP谱的实测风浪情况筛选方法,其特征在于所述的相邻两时间序列分块的起始时间接近,每块内部持续时间长相等,两块之间允许出现重叠。3.根据权利要求1所述的基于P-M谱和JONSWAP谱的实测风浪情况筛选方法,其特征还在于:x(n)的N点离散傅立叶变换DFT方法为:海面高程的时域序列x(t)经过上述离散傅立叶变换,转为表达能量的频谱函数S(f)。4.根据权利要求1所述的基于P-M谱和JONSWAP谱的实测风浪情况筛选方法,其特征还在于所述的P-M谱的表达式如下。
【专利技术属性】
技术研发人员:邹丽,裴玉国,孙铁志,宗智,姜胜超,张九鸣,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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