海浪譜公式總結(jié)

1、1.Neumann譜 22262exp14UgCS 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。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/s22.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; =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、452expUgagS3. ITTC譜 國際拖曳水池會(huì)議(ITTC， 1972)對(duì)P-M譜進(jìn)行了修改，得到ITTC譜。 譜：代入后得譜中由于所以：因譜有：基于ITTCABgAMPABmmBAdBAdSmMPWWWWW42222202/103/045003/3/3/3/12.34,78.00081.041644exp4253/12.3exp78.0WS 式中：w/3為三一平均波高（不是波幅）。4.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。 譜：代入后得到雙參數(shù)海浪或，因此有：為函數(shù)，式中：譜有：基于41220414/11014/314

3、/3045013/3/1734m4/691/127. 5/2/30638. 091906. 043143131expTBBATBBmmTBAmBAdBAdSmITTCWW 4415412691exp1733/TTSW5.ISSC譜國際船舶結(jié)構(gòu)會(huì)議ISSC1964推薦下列譜公式，且常稱之為ISSC譜。 41 . 05221 . 0144. 0exp111. 0fTfTHfSs6.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：為無因次常數(shù)，可取=0.0076(gx/U2)-0.22; x

4、為風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度(風(fēng)程)；U為平均風(fēng)速； p為譜峰頻率，可取 p=22(g/U)(gx/U2)-0.33 ; 為譜峰提升因子，平均值為3.3； 為峰形參數(shù)，當(dāng)p時(shí)，可取 =0.07；當(dāng)p時(shí)，取=0.09.22exp45225.1exppppgS6.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。 22p3/21159. 0exp4p54p23 . 3194834.319TTTSW7.Bretschneider譜 布氏于1959年由無因次波高和無因次波長(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：

5、 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。 452245223/13/13/13/111605exp15 .400103.1exp1257.0HHsHHsTTHSTfTHfS3/1HT8.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-p1.65, Hs為有效波高；p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。 2/12226. 0065. 0exp214. 0ppsHS9.六參數(shù)譜 奧啟和漢伯爾(Ochi，Hubble， 1976)提出了一個(gè)

6、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p和形狀參數(shù)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。 4424414exp414411mjjsjjjmjjjjHS10.Wallops譜 1981年，美國Huang等基于理論研究和美國航空航天局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) 4123/14expfTmfTHfSpmmpw10.Wallops譜式中

7、：684.03/1p057.14/54/15 .1238.0127458.0114m06238.0mTTmmHmmw m，w為兩個(gè)參數(shù)，改變m即可改變譜的寬窄形狀，w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譜中的一樣，其選用依靠工程師的經(jīng)驗(yàn)和判斷。一般小的無因次風(fēng)距gX/U2和大的或m值相關(guān)，而大的無因次風(fēng)距值gX/U2導(dǎo)致=1或m=5。在淺水，上述譜中采用m=3或4是合適的。11.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

8、波譜，稱為方向譜。 式中：S()為長(zhǎng)峰不規(guī)則波的海浪譜；為組成波與主浪向的夾角。D(,)的一般形式為： (|)國際船舶結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)會(huì)議(ISSC)建議用一下兩種n值 n=2, k2=2/; n=4, k4=8/3; ,DSSnnkDcos,典型譜畫圖%1.Neumann譜C=3.05;U=11.5;g=9.8;w=0.3:0.01:4;S1neum=C*pi/4./w.6.*exp(-2*g2/U2./w.2);plot(w,S1neum,b-),hold on%2.P-M譜a=0.0081; b=0.74; g=9.8; U=11.5;w=0.3:0.01:4;S2pm=a*g2./(w.5).*exp(-b*(g/U./w).4);plot(w,S2pm,r-),hold on%3.ITTC譜h=2.8;w=0.3:0.01:4;S3ittc=0.78./(w.5).*exp(-3.12/(h2)./(w.4);plot(w,S3ittc,g-),hold on%4.雙參數(shù)海浪譜h=2.8;w=0.3:0.01:4;B=3.12/(h2)./(w.4);T1=5.127./(B.0.25);S4=173*h2./(T1.4).