一种水下桩基三维点云的分割和滤波方法

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作者 谢伟华 胡皓 +2 位作者 卢文龙 劳文欣 尹铁男 《海洋测绘》 北大核心 2025年第1期53-56,61,共5页

海上风电机组水下桩基长期承受各种荷载和高水流作用,需要有效监测桩基水下部分变形。针对这一需求,给出一种基于三维成像声纳数据的水下桩基三维点云的分割和滤波方法。首先,采用CSF算法、SMRF及欧氏聚类算法进行点云分割,有效提取桩... 海上风电机组水下桩基长期承受各种荷载和高水流作用,需要有效监测桩基水下部分变形。针对这一需求,给出一种基于三维成像声纳数据的水下桩基三维点云的分割和滤波方法。首先,采用CSF算法、SMRF及欧氏聚类算法进行点云分割,有效提取桩基点云。然后对点云进行格网降采样处理,并使用RANSAC算法建立桩基点云几何模型,从而获取几何参数;最后,采用移动立方体算法重建三维模型以检测桩基异常。实验结果显示,本文方法能从海量点云中有效提取桩基模型,实现桩基三维模型的几何参数计算、重建和评估,为水下桩基检测提供了一种有效的解决方案。 展开更多

关键词 水下桩基检测 三维成像声纳 点云滤波 点云三维建模 RANSAC算法 移动立方体算法

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海上风力机复合桩水平循环加载模型试验研究

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作者 高鲁超 张继生 +2 位作者 马强 姚中原 陆界屹 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期581-588,共8页

为研究水泥土复合桩循环受荷特性,开展水平循环荷载下复合桩承载特性模型试验,分析加固前后桩基承载力、桩身弯矩、循环累积变形、循环刚度以及循环弯矩的变化特征,提出适用于水泥土加固桩桩顶循环累积位移预测模型。结果表明,相比未加... 为研究水泥土复合桩循环受荷特性,开展水平循环荷载下复合桩承载特性模型试验,分析加固前后桩基承载力、桩身弯矩、循环累积变形、循环刚度以及循环弯矩的变化特征,提出适用于水泥土加固桩桩顶循环累积位移预测模型。结果表明,相比未加固桩,加固桩初始刚度和极限承载力均有显著提升,桩身最大弯矩降低,改善了桩基整体受荷性能;无论是否加固桩,桩顶循环累积位移均随着循环次数的增加,初始阶段增长较快,而后逐渐趋于稳定;水泥土加固可有效提高桩基水平刚度,但无法改变随循环荷载幅值增大而衰减的规律;未加固桩循环弯矩存在显著的累积现象,而加固桩循环弯矩值降低的同时累积效应基本可忽略。 展开更多

关键词 海上风力机 桩基础 水泥土 模型试验 水平循环荷载

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水平循环荷载下海上风力机单桩承载性能研究

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作者 高鲁超 张继生 +3 位作者 杨立华 姚中原 张管武 陈浩 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期184-191,共8页

为研究水平循环荷载下海上风力机大直径单桩受荷性状,基于水平受荷桩圆锥应变楔模型,构建考虑土体连续性和非线性的p-y曲线模型;考虑大直径单桩尺寸效应,将转动点以下部分等效为转动弹簧,结合土体极限平衡理论确定极限转动抗力矩的表达... 为研究水平循环荷载下海上风力机大直径单桩受荷性状,基于水平受荷桩圆锥应变楔模型,构建考虑土体连续性和非线性的p-y曲线模型;考虑大直径单桩尺寸效应,将转动点以下部分等效为转动弹簧,结合土体极限平衡理论确定极限转动抗力矩的表达式,采用双曲线函数表征转动抗力矩与转角的关系,进而提出大直径单桩“p-y+M_(R)-θ_(R)”双弹簧计算模型;引入黏土刚度衰减模型,在土体应力-应变关系中实现土体循环加载刚度弱化效应,建立海上风力机大直径单桩水平循环效应计算方法。算例分析表明,该方法的理论计算值与实测值较为吻合,可验证本文计算方法的有效性,为海上风力机单桩基础设计提供理论参考。 展开更多

关键词 海上风电 桩基础 循环荷载 承载特性 软黏土

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多分层地基条件下单桩水平承载特性试验研究

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作者 赵昊 田峰 +3 位作者 黄赵晶 曾泽榕 孙捷 邱旭 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期134-139,共6页

随着海上风电的深远海和风电机组大型化发展趋势,固定式单桩基础的直径随之增大,现有的理论方法及简化模型已无法准确地指导设计,多分层地基条件下的大直径单桩承载特性亟需科学评估。根据3个风场的五根试桩现场水平承载力试验数据,对... 随着海上风电的深远海和风电机组大型化发展趋势,固定式单桩基础的直径随之增大,现有的理论方法及简化模型已无法准确地指导设计,多分层地基条件下的大直径单桩承载特性亟需科学评估。根据3个风场的五根试桩现场水平承载力试验数据,对有限元模型的参数化输入进行率定,并对水平试桩荷载位移曲线的工程数据进行拟合,推荐有限元模型的砂土弹性模量应取压缩模量的1倍,黏性土取3倍。 展开更多

关键词 海上风电场 海上风力机 海上风电结构 单桩基础 试桩

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基于低风速功率修正和损失函数改进的超短期风电功率预测 被引量：11

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作者 臧海祥 赵勇凯 +3 位作者 张越 程礼临 卫志农 秦雪妮 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期248-257,共10页

风电功率具有较强的波动性和随机性。为进一步提升风电功率的预测精度,提出一种基于低风速功率修正和损失函数改进的超短期风电功率预测模型。该模型采用卷积神经网络、自注意力机制和双向门控循环单元捕获风电功率序列的长期时序依赖... 风电功率具有较强的波动性和随机性。为进一步提升风电功率的预测精度,提出一种基于低风速功率修正和损失函数改进的超短期风电功率预测模型。该模型采用卷积神经网络、自注意力机制和双向门控循环单元捕获风电功率序列的长期时序依赖关系。为了解决低风速下待风状态神经网络难以精确拟合的问题,模型通过预测风速并结合当前时段的风电功率对低风速段的预测功率进行修正。针对参数训练的稳定性问题,模型通过改进预测策略和共享权重,引入一种多元非线性的损失函数来提取序列间的关联性。结果表明,所提模型在多项误差指标中均优于对比模型,能够有效提升超短期风电功率的预测效果。 展开更多

关键词 超短期风电功率预测 功率修正 损失函数改进 神经网络模型

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基于多视角特征提取与多任务学习的光伏功率多步预测 被引量：2

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作者 陈殿昊 臧海祥 +3 位作者 刘璟璇 卫志农 孙国强 李鑫鑫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3924-3933,I0009-I0012,共14页

准确的光伏功率多步预测结果对于电网的调度优化具有重要指导意义,针对现有光伏功率多步预测方法对历史数据特征提取不充分、忽略多步预测值之间的关联性而导致的预测精度不足等问题,提出了一种基于多视角特征提取与多任务学习的光伏功... 准确的光伏功率多步预测结果对于电网的调度优化具有重要指导意义,针对现有光伏功率多步预测方法对历史数据特征提取不充分、忽略多步预测值之间的关联性而导致的预测精度不足等问题,提出了一种基于多视角特征提取与多任务学习的光伏功率多步预测方法。首先,为获得丰富且全面的特征信息,从时序、局部、全局3个不同的视角对输入数据进行特征提取;其次,将多步光伏功率预测任务转化为多个单步光伏功率预测子任务,使用基于注意力机制与专家网络的多任务学习模型进行多步预测,实现对多步预测值关联性的充分利用;最后,提出了一种改进的动态权重平均法对损失权重进行自适应优化调整,进一步提升模型性能。算例测试结果表明,该方法能够有效提高光伏功率多步预测的准确性。 展开更多

关键词 光伏功率多步预测 多任务学习 特征提取 注意力机制 损失权重优化 深度学习

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水泥土大直径单桩水平承载性能试验研究 被引量：4

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作者 高鲁超 戴国亮 +3 位作者 姚中原 张继生 王安辉 陈浩 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期142-148,共7页

为研究水泥土中大直径单桩的水平承载性能,开展了水泥土中大直径单桩水平承载性能离心机试验,分析了加固前后桩基水平承载力、弯矩和水平土抗力-水平位移(p-y)曲线的变化规律.基于黏土典型p-y曲线,考虑土体径向非均质性和桩径效应,修正... 为研究水泥土中大直径单桩的水平承载性能,开展了水泥土中大直径单桩水平承载性能离心机试验,分析了加固前后桩基水平承载力、弯矩和水平土抗力-水平位移(p-y)曲线的变化规律.基于黏土典型p-y曲线,考虑土体径向非均质性和桩径效应,修正初始地基反力模量和极限土抗力,提出了一种适用于水泥土加固桩水平承载力的计算模型.结果表明,相比未加固桩,加固桩的水平承载力明显提升,单桩初始刚度和极限承载力分别增加2.61倍和6.29倍.加固桩和未加固桩的桩身弯矩随荷载和深度变化趋势大致相同,但加固桩的最大弯矩位于泥面附近.水泥土加固可以提高桩身p-y曲线的初始刚度和极限土抗力,进而提高桩基水平承载力.计算值与实测值吻合较好,从而验证了所提计算模型的合理性. 展开更多

关键词 海上风电 大直径单桩 水泥土 水平承载性能 离心机试验

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海上风电水下资产质量缺陷及检测方法

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作者 司广全 赵勇 +4 位作者 童博 张宇 张伟利 王新 樊伟哲 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期77-85,共9页

海上风电场水下资产的成本在海上风电项目总成本中占比不高,但水下资产的质量对海上风电场的安全稳定运行具有重要意义。分析海上风电场内风力发电机组、海上升压站的水下钢结构和基础,以及海底电缆在工程期和运维期出现的各类质量问题... 海上风电场水下资产的成本在海上风电项目总成本中占比不高,但水下资产的质量对海上风电场的安全稳定运行具有重要意义。分析海上风电场内风力发电机组、海上升压站的水下钢结构和基础,以及海底电缆在工程期和运维期出现的各类质量问题,基于已实施的海上风电项目案例,对相关标准的检测要求和检测方法进行评估,针对不同质量缺陷给出了完整、有效的现场检测方案,并在实际项目上进行应用和验证,形成了行业内标准规范。这对海上风电场水下资产的质量管控和运行维护,具有重要的技术指导意义和参考价值。 展开更多

关键词 海上风电 支撑结构 基础 海底电缆 水下检测 健康状态评估

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软黏土大直径单桩水平循环加载离心机模型试验

9

作者 高鲁超 戴国亮 +3 位作者 张继生 万志辉 姚中原 王洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2411-2420,共10页

为研究软黏土中大直径单桩水平循环受荷响应,开展了不同循环加载形式(单向和双向)下软黏土中大直径单桩离心模型试验,对比分析了大直径单桩变形特性、刚度弱化、桩身弯矩、循环p-y曲线以及桩周孔隙水压力变化规律。试验结果表明:单桩荷... 为研究软黏土中大直径单桩水平循环受荷响应,开展了不同循环加载形式(单向和双向)下软黏土中大直径单桩离心模型试验,对比分析了大直径单桩变形特性、刚度弱化、桩身弯矩、循环p-y曲线以及桩周孔隙水压力变化规律。试验结果表明:单桩荷载-位移曲线表现出明显的非线性滞回耗能与位移累积特性,相比单向循环,双向循环引起桩顶产生较大的累积位移,累积位移与循环次数和加载幅值有关;桩顶累积位移由可恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形组成,塑性变形与循环次数和加载应力水平有关;双向循环荷载造成桩顶刚度弱化明显,引起桩身产生更大的弯曲效应;桩周孔压累积与循环次数和加载幅值有关,双向循环下桩周孔压累积更为显著。 展开更多

关键词 海上风电 桩基础 循环荷载 软黏土 离心机试验

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吸力式沉箱基础底部土体卸荷蠕变及其长期抗拔承载特性研究 被引量：6

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作者 朱文波 戴国亮 +3 位作者 王博臣 龚维明 王海波 张宇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期669-678,共10页

饱和软黏土地基中吸力式沉箱基础在上拔过程中其底部土体为轴向卸荷状态,目前对软黏土卸荷蠕变以及吸力式沉箱长期抗拔承载特性研究较少。因此,进行了不同围压下软黏土三轴固结不排水卸荷蠕变试验以及吸力式沉箱基础长期抗拔试验,分析... 饱和软黏土地基中吸力式沉箱基础在上拔过程中其底部土体为轴向卸荷状态,目前对软黏土卸荷蠕变以及吸力式沉箱长期抗拔承载特性研究较少。因此,进行了不同围压下软黏土三轴固结不排水卸荷蠕变试验以及吸力式沉箱基础长期抗拔试验,分析了沉箱底部土体卸荷蠕变特性以及吸力式沉箱基础长期抗拔承载特性。卸荷蠕变试验结果表明:在偏应力较低的情况下,土体卸荷蠕变变形可忽略不计,土样变形主要为瞬时变形。随着轴向卸荷应力增大,软黏土蠕变变形越大且非线性蠕变特性愈加明显。根据卸荷蠕变试验结果,提出与应力水平相关的蠕变模型,揭示了模型中3个参数在相同围压下随应力水平的增大而近似呈线性减小的变化规律。然后将该模型从一维扩展至三维,并开发UMAT子程序,通过有限元验证该模型的合理性。同时将该模型用于吸力式沉箱基础抗拔承载力分析中,并与吸力式沉箱模型长期抗拔试验结果进行了对比验证。 展开更多

关键词 吸力式沉箱基础 软黏土 轴向卸荷 蠕变模型 有限元

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吸力式沉箱底部土体循环特性及其等效循环蠕变模型研究 被引量：1

11

作者 朱文波 戴国亮 +3 位作者 王博臣 龚维明 孙捷 胡皓 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期466-478,共13页

吸力式沉箱基础作为张力腿平台(TLP)的锚固基础,其底部土体不仅存在轴向卸荷作用,而且还存在循环荷载作用。现有研究很少涉及在卸荷条件下进行的软黏土循环累积变形研究。因此,通过循环三轴试验研究了轴向卸荷条件下软黏土的应变累积变... 吸力式沉箱基础作为张力腿平台(TLP)的锚固基础,其底部土体不仅存在轴向卸荷作用,而且还存在循环荷载作用。现有研究很少涉及在卸荷条件下进行的软黏土循环累积变形研究。因此,通过循环三轴试验研究了轴向卸荷条件下软黏土的应变累积变形及应变软化特性。试验结果表明:在低静偏应力以及动偏应力条件下,土体应变累积及软化程度较低;随着动偏应力增加,循环累积变形逐渐变大且前期发展较快后期趋于稳定,同时应变软化程度逐渐增大;土体循环累积变形随动偏应力提高而增大,其循环累积应变曲线呈衰减-稳定的蠕变特性。在试验基础上,提出与静偏应力和动偏应力有关的软化系数公式。构建了考虑软化系数与静偏应力、动偏应力等条件下软黏土等效循环蠕变模型。将该模型推广至三维,并开发了有限元子程序。建立了循环荷载作用下吸力式沉箱基础循环抗拔承载力有限元分析法,将其用于吸力式沉箱基础循环累积变形分析中,并与沉箱模型循环试验结果进行了对比验证。 展开更多

关键词 吸力式沉箱基础 软黏土 应变软化 累积变形 等效循环蠕变模型 有限元

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海上风电场单桩基础局部冲刷深度计算方法适应性研究 被引量：5

12

作者 邱旭 马文冠 +3 位作者 张宇 陈新明 张波 刘鑫 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期287-293,共7页

针对在海上风电中应用最为广泛的单桩基础,基于山东、江苏、浙江等地海上风电场的冲刷实测数据,对海上风电场的冲刷深度分布情况进行讨论。同时,运用Qi&Gao公式、韩海骞公式、王汝凯公式对各风电场的理论冲刷深度进行计算,并分析计... 针对在海上风电中应用最为广泛的单桩基础,基于山东、江苏、浙江等地海上风电场的冲刷实测数据,对海上风电场的冲刷深度分布情况进行讨论。同时,运用Qi&Gao公式、韩海骞公式、王汝凯公式对各风电场的理论冲刷深度进行计算,并分析计算结果与实测数据之间的关系,研究各冲刷计算方法的适应性。结果表明,上述3种计算方法可在一定程度上预测单桩基础的局部冲刷深度。 展开更多

关键词 海上风电 桩基础 冲刷 计算方法 适应性

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基于实测的海上风电基础局部冲刷及防护措施效果对比研究 被引量：4

13

作者 邱旭 马文冠 +3 位作者 姚中原 袁赛杰 闫姝 卢坤鹏 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期230-237,共8页

海上风电单桩基础局部冲刷普遍存在,且极限冲刷深度是开展基础结构设计的重要参数。因此,针对海上风电单桩基础,基于江苏某海上风电场的冲刷实测数据,研究韩海骞公式、王汝凯公式、Qi&Gao公式冲刷计算值与实测值之间的关系;分析对... 海上风电单桩基础局部冲刷普遍存在,且极限冲刷深度是开展基础结构设计的重要参数。因此,针对海上风电单桩基础,基于江苏某海上风电场的冲刷实测数据,研究韩海骞公式、王汝凯公式、Qi&Gao公式冲刷计算值与实测值之间的关系;分析对比抛石、固化土及砂被3种冲刷防护措施的防护效果。结果表明:3种计算方法可较为准确预测单桩基础的局部冲刷深度;固化土、砂被、抛石对冲刷防护的效果呈递减趋势。 展开更多

关键词 海上风电 单桩基础 局部冲刷 冲刷深度 冲刷防护 冲刷扫测

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非均质成层地基海上风电单桩基础轴向承载特性研究 被引量：1

14

作者 王玉斌 苏浩然 +1 位作者 陆界屹 苏凯 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第2期204-210,共7页

依托某海上风电项目,通过数值方法研究非均质成层地基环境下单桩轴向承载性能影响因素,并提出优化建议。结果表明,桩身轴力从桩顶至泥面缓慢增长,泥面以下桩身轴力随埋深增加而显著减少;轴向承载力各分量占比随桩顶荷载增长而逐渐变化,... 依托某海上风电项目,通过数值方法研究非均质成层地基环境下单桩轴向承载性能影响因素,并提出优化建议。结果表明,桩身轴力从桩顶至泥面缓慢增长,泥面以下桩身轴力随埋深增加而显著减少;轴向承载力各分量占比随桩顶荷载增长而逐渐变化,内外侧摩阻力随着桩顶荷载的增加存在“错位发挥”趋势;桩外侧摩阻力在空间上随深度增长较为均匀,而桩内侧摩阻力主要集中在单桩下部发挥作用。桩径及埋深对轴向承载力有着较大影响。桩身磨砂可以较为有效地提高桩轴向承载性能尤其是外侧摩阻力,同时还能减小磨砂部分桩身轴力。实际工程中应综合考虑多种因素确定桩径及埋深,也可对单桩靠近桩端部分的外表面采取磨砂处理以提高单桩轴向承载性能。 展开更多

关键词 海上风电 非均质成层地基 轴向承载特性 侧摩阻力

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海床冲刷对海上风电海缆及弯曲限制器的影响研究 被引量：7

15

作者 陶伟 刘溟江 +1 位作者 周国栋 邱旭 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期186-193,共8页

该文以海上风电领域常用的海缆及弯曲限制器系统为研究对象,从系统所受荷载、结构特征、响应与失效特征出发,定性分析海床冲刷对系统结构响应的影响。同时借助海洋工程动力分析软件Orcaflex,建立数值分析模型并进行定量分析,以冲刷坑几... 该文以海上风电领域常用的海缆及弯曲限制器系统为研究对象,从系统所受荷载、结构特征、响应与失效特征出发,定性分析海床冲刷对系统结构响应的影响。同时借助海洋工程动力分析软件Orcaflex,建立数值分析模型并进行定量分析,以冲刷坑几何尺度、海缆松驰程度、J形管末端角度与喇叭口同海床相对高程等几何参数为变量,探讨海缆及弯曲限制器的拉伸和弯曲响应变化规律。结果表明上述参数显著影响海缆及弯曲限制器对海底冲刷的适应能力,相关研究结果可为海上风电海缆工程设计和运维管理提供参考。 展开更多

关键词 海上风电场 水下工程 动态分析 弯矩 海缆保护

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浙江苍南近岸海域实测波浪特征分析

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作者 周昳鸣 杨立华 +1 位作者 郇彩云 刘荣 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期43-55,共13页

利用浙江苍南近岸海域一年实测波浪资料,统计分析了波参数特征,采用最小二乘法拟合分析了波参数之间的相关关系,研究波浪平均持续时间和波高的关系,对波浪能进行估算,并分析了台风“利奇马”期间典型台风浪特征。结果表明:研究海域以谱... 利用浙江苍南近岸海域一年实测波浪资料,统计分析了波参数特征,采用最小二乘法拟合分析了波参数之间的相关关系,研究波浪平均持续时间和波高的关系,对波浪能进行估算,并分析了台风“利奇马”期间典型台风浪特征。结果表明:研究海域以谱峰周期5~9 s的轻浪为主,年平均有效波高为1.25 m,年最大波高为10.80 m,常浪向为E,强浪向为ENE。特征波高之间具有显著的线性关系,符合典型的瑞利分布。有效波高2.7 m以下的非台风、非寒潮期和4.1 m以上的台风期,波浪平均持续时间随波高的增大呈指数衰减,且有效波高在4.1 m以上的台风期的波浪衰减速率高于有效波高在2.7 m以下的非台风、非寒潮期。台风“利奇马”影响期间,最大波高、谱峰周期、谱峰密度呈现基本同步的先增大后减小的过程,最大谱峰密度为55.10 m^(2)Hz;台风影响前、后的波浪谱型均呈双峰谱,台风影响最显著期间的波浪谱型呈单峰谱。 展开更多

关键词 波参数 波浪平均持续时间 波浪能 波浪谱

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