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波群是指随机波列中一组连续的大波,波群对海堤的稳定性、船舶的横摇运动、坝顶溢流、桩柱结构的振动等具有重要的影响。波高大于某一水平的波群含有的波数称为正连长,使用游程理论、连的统计理论和一阶马尔可夫链对波群正连长极大值和极小值分布展开了研究,以期为海工建筑物的设计提供新的参考方法。具体研究内容及所得结论如下:
①对波群数值模拟的方法步骤做了较为详细的介绍,使用Matlab编写了波群的数值模拟程序,并给出了单次数值模拟时长和参与叠加波数M的取值参考公式,公式计算结果基本满足模拟需求,节省了模拟试算时间;
②对原有的波群连长极大值理论的分析方法进行了探索,发现了其中存在的两点不足:一是没有讨论总连个数N和正连个数N1之间的关系;二是没有限定总连长j3和正连长j1的取值范围;
③针对波群正连长极大值理论中不足之处的讨论,提出了对连长极值研究的一种改进分析方法,该方法充分考虑了波高序列中总连与正、负连之间的关系,以总连长和正连长为例,利用二者的数值关系构建了概率空间,将相关变量的概率计算都限制在该区域内。经过逐步的理论简化得到了方便使用的波群正连长极大值理论计算公式,并将原理论公式计算、改进后的理论公式和数值模拟结果进行了比较,在波高序列足够长的情况下,比较结果显示两个理论公式具有相同的分布效果;
④在前人对平稳时间序列极小值分布研究的基础上,对波群正连长极小值分布进行了研究,给出了波群正连长极小值的两种近似计算公式,并将理论公式与数值模拟结果进行了比较,结果显示在截取水平为H1%时的分布效果较好;
⑤研究了波群正连长极大值和其极大值连内对应最大波高的联合分布,使用Copula函数建立了三种工况九种情况下的联合分布累积概率分布函数,该联合分布的建立可为海工建筑物的设计提供一定的参考;
⑥从波群的正连长角度对不规则波浪作用下孤立单桩桩顶动力位移响应的时程变化进行了分析,直观的呈现了波群正连长大小对单桩桩顶动力位移响应的影响。
基于前人在波群连长极值分布方面的工作,对波群正连长极大值理论相关内容进行了拓展,给出了波群正连长极小值分布计算公式,使得波群连长极值分布理论更加的丰富,为海洋及海岸工程中相关问题的研究提供了新的思路和方法。
①对波群数值模拟的方法步骤做了较为详细的介绍,使用Matlab编写了波群的数值模拟程序,并给出了单次数值模拟时长和参与叠加波数M的取值参考公式,公式计算结果基本满足模拟需求,节省了模拟试算时间;
②对原有的波群连长极大值理论的分析方法进行了探索,发现了其中存在的两点不足:一是没有讨论总连个数N和正连个数N1之间的关系;二是没有限定总连长j3和正连长j1的取值范围;
③针对波群正连长极大值理论中不足之处的讨论,提出了对连长极值研究的一种改进分析方法,该方法充分考虑了波高序列中总连与正、负连之间的关系,以总连长和正连长为例,利用二者的数值关系构建了概率空间,将相关变量的概率计算都限制在该区域内。经过逐步的理论简化得到了方便使用的波群正连长极大值理论计算公式,并将原理论公式计算、改进后的理论公式和数值模拟结果进行了比较,在波高序列足够长的情况下,比较结果显示两个理论公式具有相同的分布效果;
④在前人对平稳时间序列极小值分布研究的基础上,对波群正连长极小值分布进行了研究,给出了波群正连长极小值的两种近似计算公式,并将理论公式与数值模拟结果进行了比较,结果显示在截取水平为H1%时的分布效果较好;
⑤研究了波群正连长极大值和其极大值连内对应最大波高的联合分布,使用Copula函数建立了三种工况九种情况下的联合分布累积概率分布函数,该联合分布的建立可为海工建筑物的设计提供一定的参考;
⑥从波群的正连长角度对不规则波浪作用下孤立单桩桩顶动力位移响应的时程变化进行了分析,直观的呈现了波群正连长大小对单桩桩顶动力位移响应的影响。
基于前人在波群连长极值分布方面的工作,对波群正连长极大值理论相关内容进行了拓展,给出了波群正连长极小值分布计算公式,使得波群连长极值分布理论更加的丰富,为海洋及海岸工程中相关问题的研究提供了新的思路和方法。