基于方向譜的短峰畸形波數值模擬研究

薛亞東，石愛國，張本輝，李 東

(海軍大連艦艇學院 航海系，遼寧 大連 116018)

基于方向譜的短峰畸形波數值模擬研究

薛亞東，石愛國，張本輝，李 東

(海軍大連艦艇學院 航海系，遼寧 大連 116018)

畸形波是海洋中存在的偶然性大波，其持續時間短但危害性極大，研究畸形波的生成及演化規律有重要的現實意義。基于方向譜，通過改進的相位調制方法，提出一種短峰畸形波的數值模擬方法，提高畸形波生成的概率，實現定時定點生成畸形波，并在 Matbab 語言環境實現數值仿真。仿真結果表明：改進的最大熵方法進行譜分析，與目標譜比對證明模擬結果吻合較好。

畸形波；方向譜；相位調制；Matlal

0 引 言

畸形波是海洋中高且陡的大波，其持續時間很短，但出現的偶然性和巨大的破壞性對船舶航運和海洋工程結構物等極具威脅[1]，因此畸形波越來越引起人們的關注，它的發生機理及工程應用問題已成為當前物理海洋學界和船舶水動力學界的一個研究熱點問題。

畸形波的數值模擬主要有線性方法和非線性方法兩種。畸形波模擬的非線性方法比較多見，大多數是基于非線性薛定諤方程來模擬畸形波。張運秋[5]基于修正的四階非線性薛定諤（mNLS）方程及偽譜數值方法建立了非線性波浪數值模型，模擬了邊帶擾動條件下和隨機波條件下畸形波的生成，取得了較好的模擬效果。

線性理論方面，多基于 Longuet-Higgins 模型[1]。黃國興[2]采用人工干預組成波的隨機初相位的方法得到包含畸形波的波列，但模擬效率比較低，而且不能控制畸形波生成的時間和地點。……