海浪谱公式总结

1、1.Neumann谱 22262exp14UgCS 由半经验的方法，假定海浪的某些外观特征反映其内部结构，由观测到的波高和周期间的关系推导出来。于50年代首先提出。 式中：U为海面上7.5米高处的风速；常数C=3.05m/s22.P-M谱 皮尔逊和莫斯克维奇根据在北大西洋一定点上测得的大量数据，于1964年提出。适用于充分成长的海浪。式中：a=0.0081; =0.74; g为重力加速度； U为离海面19.5m处的风速。 P一M谱为经验谱，依据的资料比较充分，分析方法合理，使用也方便。目前采用都的大多数标准波谱主要是基于P-M谱的形式建立的。但是它仅包含一个参数U，不足以表征复杂的海浪情况。

2、452expUgagS3. ITTC谱 国际拖曳水池会议(ITTC， 1972)对P-M谱进行了修改，得到ITTC谱。 谱：代入后得谱中由于所以：因谱有：基于ITTCABgAMPABmmBAdBAdSmMPWWWWW42222202/103/045003/3/3/3/12.34,78.00081.041644exp4253/12.3exp78.0WS 式中：w/3为三一平均波高（不是波幅）。4.双参数海浪谱 1978年第15届ITTC采用了双参数谱，双参数谱改进了ITTC谱，对成长中的海浪也适用。 谱：代入后得到双参数海浪或，因此有：为函数，式中：谱有：基于41220414/11014/314

3、/3045013/3/1734m4/691/127. 5/2/30638. 091906. 043143131expTBBATBBmmTBAmBAdBAdSmITTCWW 4415412691exp1733/TTSW5.ISSC谱国际船舶结构会议ISSC1964推荐下列谱公式，且常称之为ISSC谱。 41 . 05221 . 0144. 0exp111. 0fTfTHfSs6.JONSWAP谱该谱由“北海海浪联合计划”测量分析得到，在60年代末期提出，适合像北海那样风程被限定是海域，有两种表示形式。a.由风速和风程表示的谱公式式中：为无因次常数，可取=0.0076(gx/U2)-0.22; x

4、为风区长度(风程)；U为平均风速； p为谱峰频率，可取 p=22(g/U)(gx/U2)-0.33 ; 为谱峰提升因子，平均值为3.3； 为峰形参数，当p时，可取 =0.07；当p时，取=0.09.22exp45225.1exppppgS6.JONSWAP谱b.由波高和波浪周期表示的谱公式式中：Tp为谱峰周期，波谱峰值对应的周期。 22p3/21159. 0exp4p54p23 . 3194834.319TTTSW7.Bretschneider谱 布氏于1959年由无因次波高和无因次波长的联合分布函数导出二参数谱，适用于成长阶段或者充分成长的风浪。后经日本光易恒(Mitsuyasu)改进如下：

5、 式中：Hs为有效波高，表示波列中波高最大的1/3波浪的平均波高； TH1/3为有效波周期，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.斯科特谱斯科特(Scott，1965)对于充分发展的海浪建议用下列谱公式:式中：-0.26-p1.65, Hs为有效波高；p为谱峰频率。此谱和北大西洋以及印度西海岸实测谱符合得很好。 2/12226. 0065. 0exp214. 0ppsHS9.六参数谱 奥启和汉伯尔(Ochi，Hubble， 1976)提出了一个

6、六参数谱公式，它把整个谱分成低频部分和高频部分两个组成部分，每一部分分别用三个参数有效波高Hs、谱峰频p和形状参数表示。式中：j=1、2分别表示低频和高频部分。六参数谱可表达任何发展阶段的风浪谱。 4424414exp414411mjjsjjjmjjjjHS10.Wallops谱 1981年，美国Huang等基于理论研究和美国航空航天局wallops飞行中心风浪流水槽实验资料，提出通用的二参数谱wallops。他们认为此谱适用于波浪发展、成熟和衰减各个阶段。合田把它改进成下列形式，建议用于工程设计(Goda， 1999) 4123/14expfTmfTHfSpmmpw10.Wallops谱式中

7、：684.03/1p057.14/54/15 .1238.0127458.0114m06238.0mTTmmHmmw m，w为两个参数，改变m即可改变谱的宽窄形状，w用于调整谱面积，使之等于波浪总能量。 形状参数m和JONSWAP谱中的一样，其选用依靠工程师的经验和判断。一般小的无因次风距gX/U2和大的或m值相关，而大的无因次风距值gX/U2导致=1或m=5。在浅水，上述谱中采用m=3或4是合适的。11.方向谱长峰不规则波是假定海浪沿单一方向传播的；实际海浪除了沿主方向传播外，还向其他方向扩散，称为短峰不规则波；短峰不规则波可以看成传播方向不同的长峰不规则波叠加而成。描述海浪沿不同方向组成的

8、波谱，称为方向谱。 式中：S()为长峰不规则波的海浪谱；为组成波与主浪向的夹角。D(,)的一般形式为： (|)国际船舶结构协会会议(ISSC)建议用一下两种n值 n=2, k2=2/; n=4, k4=8/3; ,DSSnnkDcos,典型谱画图%1.Neumann谱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谱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谱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.双参数海浪谱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).