超长期服役港口工程结构的极值波高研究

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作者 王兴超 古李田 贡金鑫 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第3期76-84,共9页

人类活动和气候变化导致的波浪极值高度非平稳性是超长期服役沿海港口结构设计需要考虑的重要问题。收集了中国南方某海域的波浪数据,将极值波高视作非平稳随机过程,分析得到年最大有效波高的概率分布和设计使用年限内有效波高的概率分... 人类活动和气候变化导致的波浪极值高度非平稳性是超长期服役沿海港口结构设计需要考虑的重要问题。收集了中国南方某海域的波浪数据,将极值波高视作非平稳随机过程,分析得到年最大有效波高的概率分布和设计使用年限内有效波高的概率分布;确定了不同重现期的波浪高度特征值;得到了设计使用年限内最大波高的概率分布。结果表明:该海域的有效波高年最大值随时间呈增大趋势,其截口分布为极值I型分布;现行港工设计规范采用的按平稳过程考虑的重现期50年的有效波高特征值为基准,按非平稳随机过程考虑时重现期为50、100、150和200年的有效波高特征值调整系数分别为1.03、1.14、1.22和1.28;不同设计使用年限内的最大波高近似服从极值I型分布。该结果可为更新设计规范、优化风险评估及适应气候变化提供科学依据,为气候变化背景下海洋工程的安全性和可持续性研究提供支持。 展开更多

关键词 港口工程 波高 非平稳过程 概率分布 特征值 重现期

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海南岛三亚红塘湾海域波浪特征

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作者 陈宜展 曹永港 +2 位作者 刘长建 曾灿升 廖世智 《广东海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期50-56,共7页

【目的】了解海南岛三亚市红塘湾海域波浪基本特征,揭示海南南部海域不同季节波浪变化规律。【方法】利用2021年5月1日至2022年4月30日的波浪资料进行相关分析和波谱分析,得到红塘湾海域季风影响和台风期间的波浪要素分布特征。【结果... 【目的】了解海南岛三亚市红塘湾海域波浪基本特征,揭示海南南部海域不同季节波浪变化规律。【方法】利用2021年5月1日至2022年4月30日的波浪资料进行相关分析和波谱分析,得到红塘湾海域季风影响和台风期间的波浪要素分布特征。【结果与结论】该海域浪向主要受到风浪影响,各月份常浪向为SE或SSE,年最大波高427 cm,年平均有效波高65 cm,波周期主要集中在3.0~6.0 s区间,观测海区出现长周期波和较大波高的波浪;春季观测海域波浪易受偏南风影响,夏季观测海域受西南季风作用明显,易形成南向大浪,秋冬季波高逐渐变小;台风期间观测海域的波向为S―W,台风“雷伊”影响期间的波浪谱能量最大,达到19.7530 m^(2)/Hz。海南岛南部红塘湾海域夏季平均波高大于冬季,冬季波浪谱主要是多峰谱,夏季则主要是单峰谱。可见,海南岛南部红塘湾海波浪特征具有典型局地性特征。 展开更多

关键词 波浪 波高分布 波浪周期 波谱 海南岛 红塘湾

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海南东方近岸海域海浪观测特征研究 被引量：12

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作者 冯兴如 李近元 +3 位作者 尹宝树 杨德周 陈海英 高冠东 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1-8,共8页

利用海南东方近岸海域2014年至2015年间一整年的海浪观测资料,分析了海浪的时间变化特征。观测时间段内,有效波高最大值为4.03m,平均值0.79m;平均周期最大值为6.32s,平均值为3.58s。该海域冬季波高较大,秋季最小,常浪向为SSW方向,强浪向... 利用海南东方近岸海域2014年至2015年间一整年的海浪观测资料,分析了海浪的时间变化特征。观测时间段内,有效波高最大值为4.03m,平均值0.79m;平均周期最大值为6.32s,平均值为3.58s。该海域冬季波高较大,秋季最小,常浪向为SSW方向,强浪向为WSW向。基于该长期观测数据,文章亦研究了平均周期、有效波高之间的关系,同时还确立了该海域波高与平均持续时间之间的关系。最后讨论了观测时间段内波浪能流密度的变化特征,发现一年中能流密度大于2kW·m^(-1)的频率为26%,且从全年的计算结果来看,观测位置处12月的波浪能较适宜开发,但总体波浪能资源不够丰富。文章对于认识海南东方近岸海域波浪特征以及工程设计都具有重要的意义。 展开更多

关键词 海南东方近岸 波浪变化特征 波高周期联合分布 波高持续时间 波浪能

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广东阳西近岸海域波浪的分布特征 被引量：13

4

作者 束芳芳 叶小红 +1 位作者 廖康明 冯卫兵 《台湾海峡》 CAS CSCD 2012年第3期324-331,共8页

通过对广东阳西近岸测站1a实测波浪资料及岸边同期风资料的整理与分析,探讨了该海域的波浪特性,得出研究海域不分方向H1/10年平均值为1.00 m,常浪向为SE向,出现的频率为38.35%,强浪向为SE向,观测期间的最大波高出现在0814号"黑格比... 通过对广东阳西近岸测站1a实测波浪资料及岸边同期风资料的整理与分析,探讨了该海域的波浪特性,得出研究海域不分方向H1/10年平均值为1.00 m,常浪向为SE向,出现的频率为38.35%,强浪向为SE向,观测期间的最大波高出现在0814号"黑格比"台风期间,Hmax值为8.31 m.用已有的理论分布函数对实测统计数据进行拟合,筛选出研究海域的波高分布、周期分布及波高与周期联合分布的特征,结果表明双参数威布尔理论波高分布、杨正己威布尔周期分布、朗格-赫金斯83模式或者孙孚模式较为适用于本海区的波高分布、周期分布、波高周期联合分布;结合相应的风速风向资料,运用回归分析方法,建立了该地区的波高与风速之间、波高与波周期之间的关系. 展开更多

关键词 物理海洋学 广东 近岸海域 风浪 波高 周期 分布

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斋堂岛东南海域波浪特征及海浪谱分析 被引量：6

5

作者 杨忠良 叶钦 +1 位作者 欧阳伟 羊天柱 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2017年第2期91-95,共5页

利用斋堂岛东南海域2013年至2014年的实测波浪资料,统计分析了本海域波浪特征,为波浪能资源评估提供基本波浪参数。统计结果表明,本海域年平均有效波高为0.60 m,最大波高为5.30m,平均周期为3.3s,最大周期为8.3s,常浪向为E-SE向。本文亦... 利用斋堂岛东南海域2013年至2014年的实测波浪资料,统计分析了本海域波浪特征,为波浪能资源评估提供基本波浪参数。统计结果表明,本海域年平均有效波高为0.60 m,最大波高为5.30m,平均周期为3.3s,最大周期为8.3s,常浪向为E-SE向。本文亦讨论了本海域波高分布和波高与周期的关系,并基于JONSWAP谱谱型的基本结构,拟合得到适用于本海域的海浪谱谱型,可为海洋能发电装置的布设及相应的工程建设提供一定的参考。 展开更多

关键词 斋堂岛 波浪特征 波高分布 波高-周期联和分布 海浪谱

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基于Copula函数的联合概率法在海洋工程中的应用 被引量：15

6

作者 秦振江 孙广华 +2 位作者 闫同新 宋华 张婧 《海洋预报》 2007年第2期83-90,共8页

本文介绍了Copula函数的定义、属性和几种特殊的Copula函数.将Copula函数应用到近海工程中,用其建立了最大有效波高和最大风速的联合分布函数并检验,结果表明:Copula函数能够比较好的模拟实际的联合概率分布。通过Copula方法,可以由边... 本文介绍了Copula函数的定义、属性和几种特殊的Copula函数.将Copula函数应用到近海工程中,用其建立了最大有效波高和最大风速的联合分布函数并检验,结果表明:Copula函数能够比较好的模拟实际的联合概率分布。通过Copula方法,可以由边缘分布和一个连接它们的Copula函数来得出联合分布函数,发挥其描述相关性尤其是尾部相关性的优势。该方法在近海工程的工程可靠度、设计标准和失效概率的计算中具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 COPULA 海洋工程 波高 风速 联合分布

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基于Copula函数的波高与周期长期联合分布 被引量：11

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作者 陈子燊 曹深西 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期630-635,共6页

基于二元copula函数构建波高与相应波周期的长期联合分布。以粤东汕尾海域最大波高与相应平均周期为研究实例,经分析获得以下结果:(1)经拟合优度检验优选的年最大波高与相应周期的边缘分布分别为皮尔逊三型分布和广义极值分布,二者之间... 基于二元copula函数构建波高与相应波周期的长期联合分布。以粤东汕尾海域最大波高与相应平均周期为研究实例,经分析获得以下结果:(1)经拟合优度检验优选的年最大波高与相应周期的边缘分布分别为皮尔逊三型分布和广义极值分布,二者之间的较优连接函数为Archimedean类的Gumbel-Hougaard copula函数;(2)同频率条件下年最大波高和相应周期联合概率分布的设计要素值高于单变量的设计值,其中波高设计值的差异略大于周期设计值;(3)同现重现期和联合重现期的设计值可作为海岸海洋工程建设中的设计波高和相应周期的上限和下限;(4)条件概率1表明,同频率下的年最大波高和相应周期的遭遇概率很高,其组合概率可作为工程建筑物损毁风险率。 展开更多

关键词 COPULA函数 波高和周期边缘分布 波高和周期联合分布 条件分布与遭遇概率

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基于Archimedean Copula函数的风浪联合统计分析 被引量：7

8

作者 董胜 翟金金 陶山山 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期134-141,共8页

选取渤海海域某导管架平台24年的年最大波高和相应风速,基于Gumbel分布对2个边缘分布的拟合优度检验,采用Archimedean Copula函数族中的4种函数构建两变量联合概率分布模型,并进行了拟合优度评价。利用优选出的Clayton Copula函数,计算... 选取渤海海域某导管架平台24年的年最大波高和相应风速,基于Gumbel分布对2个边缘分布的拟合优度检验,采用Archimedean Copula函数族中的4种函数构建两变量联合概率分布模型,并进行了拟合优度评价。利用优选出的Clayton Copula函数,计算风浪联合分布的联合重现值。以海洋平台响应作为约束条件,进行了二维Clayton Copula函数的风浪联合统计分析。研究结果表明:基于Copula函数构造的二维分布,考虑了风浪之间的相关性,在相同重现值设计参数下,可以降低导管架平台的结构响应,从而可以降低海洋平台的环境条件设计标准。 展开更多

关键词 年极值波高 相应风速 边缘分布 联合分布 ARCHIMEDEAN COPULA

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近岸带波高与周期分布的核密度估计 被引量：4

9

作者 陈子燊 李志龙 +2 位作者 冯砚青 李志强 常瑞莲 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期97-103,共7页

使用双变量核密度估计方法描述近岸带波高和周期联合概率密度分布与波高、周期边缘密度分布。结果表明,核密度估计方法比通常使用的参数模式能更好地显示出具有多峰的波要素统计结构,核密度估计的波周期带宽系数能反映波浪谱的某些信息... 使用双变量核密度估计方法描述近岸带波高和周期联合概率密度分布与波高、周期边缘密度分布。结果表明,核密度估计方法比通常使用的参数模式能更好地显示出具有多峰的波要素统计结构,核密度估计的波周期带宽系数能反映波浪谱的某些信息,尤其以波周期带宽和谱宽参量具有良好的线性关系。 展开更多

关键词 近岸带 波高和周期联合分布 边缘密度分布 核密度估计

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由模拟波面分析双峰谱型海浪的统计特征 被引量：7

10

作者 潘玉萍 葛苏放 +1 位作者 沙文钰 申双和 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期13-21,共9页

采用目前国际上最新的随机波分析方法,由协方差矩阵的循环嵌套技术,对美国国家浮标44008站2002年6月一典型的双峰海浪谱资料进行谱分析。以实测平均谱为靶谱,对随机波面进行模拟。得到模拟波面估计谱与实测谱极为相近,谱峰及谱峰频率都... 采用目前国际上最新的随机波分析方法,由协方差矩阵的循环嵌套技术,对美国国家浮标44008站2002年6月一典型的双峰海浪谱资料进行谱分析。以实测平均谱为靶谱,对随机波面进行模拟。得到模拟波面估计谱与实测谱极为相近,谱峰及谱峰频率都基本一致。说明利用模拟波面研究海浪具有代表性,它可以反映实测海浪的特征。利用实测海浪谱密度,统计波特征量的周期概率分布,得到理论周期概率密度与估计周期概率密度分布相符较好,且与模拟波面的波周期分布也较好的一致。利用Longuet-Higgins(1983)模型计算了波高-周期联合概率密度分布。得到变换高斯过程计算的波高与周期联合分布与实测情况基本相同,更好地描述了波高-周期联合概率密度分布。 展开更多

关键词 双峰型海浪谱 循环嵌套技术 模拟波面 波高-周期联合密度分布

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TOPEX高度计数据反演北太平洋海浪周期 被引量：6

11

作者 李静凯 周良明 李水清 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期268-277,共10页

利用TOPEX高度计和NDBC浮标同步观测数据,对7种高度计海浪周期反演模型进行了系统的比较分析,从反演模式的精度、反演周期整体分布、周期-波高的联合分布等方面对反演模型做出了评价,并根据墨西哥湾和夏威夷海域反演结果对模型的区域适... 利用TOPEX高度计和NDBC浮标同步观测数据,对7种高度计海浪周期反演模型进行了系统的比较分析,从反演模式的精度、反演周期整体分布、周期-波高的联合分布等方面对反演模型做出了评价,并根据墨西哥湾和夏威夷海域反演结果对模型的区域适应性进行了验证,结合Hasselmann风浪充分成长关系分析了不同海浪成分下模型的反演效果。分析发现,Mackay等于2008年提出的算法(简称M08)相对于其他算法精度最高,且在不同海域和不同海浪成分下精度没有明显差异。利用M08算法反演了北太平洋海域的海浪平均周期分布,讨论其空间分布特征和季节变化特征如下:北太平洋海域的平均周期在墨西哥湾、西里伯斯海等沿岸地区较小,在西风带海域为较大,并存在明显的地形、纬度差异和季节性变化特征。 展开更多

关键词 高度计 海浪 波高 周期 反演模型 北太平洋海浪平均周期分布

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湄洲湾波高和波周期的统计分布 被引量：3

12

作者 廖康明 林雨良 《台湾海峡》 CAS CSCD 1990年第2期112-117,共6页

本文探讨了福建湄洲湾海区的波高和波周期的一元分布和二元联合分布,并给出了该海区波浪的各种统计特征值,提出了波高和波周期的经验分布模式。

关键词 湄洲湾 海区 波浪 波高 波周期

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风浪波高和周期的联合概率密度分布 被引量：6

13

作者 尹志军 潘玉萍 +1 位作者 沙文钰 孟营 《海洋预报》 2007年第2期39-46,共8页

本文采用有代表性的44008美国国家浮标站2003年1～3月实测的海浪谱密度资料,选取三次大风过程进行风浪谱分析。通过对实测平均海浪谱与PM谱、JONSWAP谱及Torsethaugen谱的比较,得到PM谱拟和最好。然后用国际上最先进的随机波分析方法,... 本文采用有代表性的44008美国国家浮标站2003年1～3月实测的海浪谱密度资料,选取三次大风过程进行风浪谱分析。通过对实测平均海浪谱与PM谱、JONSWAP谱及Torsethaugen谱的比较,得到PM谱拟和最好。然后用国际上最先进的随机波分析方法,根据协方差矩阵的循环嵌套技术,以实测平均谱与PM谱为靶谱,对随机波面进行模拟。得到由模拟波面统计的特征值及估计的谱与实测谱结果极为相近,谱峰及谱峰频率都基本一致。说明利用模拟波面研究海浪具有代表性,它可以反映实测海浪的特征。利用Longuet-Higgins(1983)模型计算波高-周期联合概率密度分布,得到变换高斯过程计算的波高、周期联合分布与实测情况基本相同,更好地描述了波高-周期联合概率密度分布。 展开更多

关键词 风浪谱 循环嵌套技术 模拟波面 波高-周期联合密度分布

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随机波浪联合分布概率模型 被引量：1

14

作者 郄禄文 张立丹 蒋学炼 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第3期238-243,共6页

针对传统统计方法难以准确描述波浪联合分布特征的问题,结合波浪物理意义及相应统计参数,提出了可描述波浪要素联合分布的概率模型.首先给出了波高、周期和波向的边缘分布及联合分布理论概率模型,然后利用实测数据进行了验证.结果表明,... 针对传统统计方法难以准确描述波浪联合分布特征的问题,结合波浪物理意义及相应统计参数,提出了可描述波浪要素联合分布的概率模型.首先给出了波高、周期和波向的边缘分布及联合分布理论概率模型,然后利用实测数据进行了验证.结果表明,本模型可有效重现波浪条件. 展开更多

关键词 波高 周期 波向 联合分布

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双峰谱型海浪波高与周期的联合分布 被引量：4

15

作者 陈雪英 胡泽建 《黄渤海海洋》 CSCD 1997年第4期8-13,共6页

本文利用实测双峰谱型海浪过程资料，以３种典型谱型分别讨论了双峰谱型下波高与周期的联合分布，并与理论结果进行了比较。

关键词 双峰海浪谱 波高 周期联合分布 海浪

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由模拟波面统计分析波高－周期联合分布 被引量：4

16

作者 黎满球 陈俊昌 《热带海洋》 CSCD 1996年第3期36-43,共8页

阐述以实测或拟合海浪谱为靶谱，用等能量分割法作波面数值模拟，从而利用模拟波面统计分析波高（Ｈ）－周期（Ｔ）联合分布。对波候的Ｈ－Ｔ联合分布、长时段海浪连续记录的Ｈ－Ｔ联合分布以及风浪、涌浪和混合浪的Ｈ－Ｔ联合分布进行... 阐述以实测或拟合海浪谱为靶谱，用等能量分割法作波面数值模拟，从而利用模拟波面统计分析波高（Ｈ）－周期（Ｔ）联合分布。对波候的Ｈ－Ｔ联合分布、长时段海浪连续记录的Ｈ－Ｔ联合分布以及风浪、涌浪和混合浪的Ｈ－Ｔ联合分布进行了讨论。结果表明，只要已知特征波高和周期，就可反演出模拟波面，进而估测Ｈ－Ｔ联合分布情况，这对了解与各种特征波高对应的周期问题及在海洋工程应用上有一定的参考意义。 展开更多

关键词 波面数值模拟 波高 周期联合分布 波浪 海浪

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基于危险率分析的风浪联合重现期研究 被引量：1

17

作者 董胜 林雪 +1 位作者 陶山山 刘锦昆 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期80-84,共5页

采用二维逻辑冈贝尔分布,基于工程使用期和危险率,提出海洋工程结构设计过程中海洋环境要素(风速和波高)联合重现期的确定方法,并且以某海区资料为例,介绍基于危险率分析的风浪联合重现期分析过程。通过此例,在考虑工程使用期和危险率... 采用二维逻辑冈贝尔分布,基于工程使用期和危险率,提出海洋工程结构设计过程中海洋环境要素(风速和波高)联合重现期的确定方法,并且以某海区资料为例,介绍基于危险率分析的风浪联合重现期分析过程。通过此例,在考虑工程使用期和危险率的基础上进行联合重现期的计算使海洋工程结构物设计过程中重现期的选取更加合理,安全性以及投资建造成本更加明确。 展开更多

关键词 波高 风速 工程使用期 危险率 联合重现期

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波高与风速联合概率分布研究 被引量：16

18

作者 陈子燊 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期158-163,共6页

基于copula函数论述了两变量的联合概率分布方法。此方法的主要优点是边缘分布可由不同的分布函数构成,变量间可具相关性。以粤东汕尾海域极值波高与相应风速为研究实例,经分析获得以下结果：（1）优选的极值波高和风速可分别由P-III型... 基于copula函数论述了两变量的联合概率分布方法。此方法的主要优点是边缘分布可由不同的分布函数构成,变量间可具相关性。以粤东汕尾海域极值波高与相应风速为研究实例,经分析获得以下结果：（1）优选的极值波高和风速可分别由P-III型和GEV分布表示;（2）拟合优度检验指标表明二者的最优连接函数为Archimedean copula类的Gumbel-Hougaard copula;（3）与联合分布比较,重现期介于5—200年之间的波高边缘分布设计值的相对差值大约介于3.1%~8.1%之间,风速设计值相对差值大约介于2.8%~6.4%之间;（4）特定风速设计频率条件下,波高与风速的遭遇概率随波高设计频率的减小而减小,特定波高设计频率随风速条件频率的减小,二者的遭遇概率随之增大。 展开更多

关键词 极值波高和风速 边缘分布 联合概率分布 COPULA函数 条件分布

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广义帕雷托分布在波浪极值推算中的应用 被引量：2

19

作者 韩树宗 刘昆 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1-7,共7页

以CCMP风场（1988年1月-2010年12月）为驱动，本文采用第三代海浪数值模式SWAN对中国海海区进行风浪场的数值模拟，并利用浮标资料对驱动风场和计算有效波高进行验证。根据模拟的结果分别采用广义帕雷托分布（GPD）和常用的广义极值分布... 以CCMP风场（1988年1月-2010年12月）为驱动，本文采用第三代海浪数值模式SWAN对中国海海区进行风浪场的数值模拟，并利用浮标资料对驱动风场和计算有效波高进行验证。根据模拟的结果分别采用广义帕雷托分布（GPD）和常用的广义极值分布（GEV）拟合累积频率曲线并进行效果检验，进而分析和比较2种分布的优缺点，并运用广义帕雷托分布（GPD）模型进行重现期波要素的推算，分析GPD模型的应用前景。 展开更多

关键词 SWAN 广义帕雷托分布(GPD) 有效波高 重现期

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宁波北仑海域风浪统计性质研究 被引量：1

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作者 祝会兵 于颖 叶春阳 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期25-32,共8页

根据宁波北仑海域的连续3a的实测风浪资料,讨论了在不同风速条件下波高分布和周期分布,以及两者的联合分布;通过与理论结果的比较,得出波高分布与Rayleigh分布基本符合,但有一些差异,周期分布与孙孚的理论周期分布较符合,而波高与周期... 根据宁波北仑海域的连续3a的实测风浪资料,讨论了在不同风速条件下波高分布和周期分布,以及两者的联合分布;通过与理论结果的比较,得出波高分布与Rayleigh分布基本符合,但有一些差异,周期分布与孙孚的理论周期分布较符合,而波高与周期的联合分布除了图形的形状以及大波对应的无因次周期的值与孙孚的理论值有差异外,两者吻合较好。 展开更多

关键词 波高分布 周期分布 波高与周期联合分布

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