海洋內(nèi)孤立波是一種特殊的內(nèi)波，其發(fā)生在密度層化穩(wěn)定的海水中，振幅發(fā)生在海面以下，且具有大振幅、單向傳播、傳播速度快等特點，內(nèi)孤立波的一個重要性質(zhì)是在傳播過程中波形和波速基本保持不變，是一種非線性波。內(nèi)孤立波在海洋中是普遍存在的，由于其在傳播過程中伴隨著巨大的擾動，所以對海洋工程、海洋聲學、海洋生態(tài)環(huán)境、海洋軍事等有重要的影響。因而，內(nèi)孤立波的觀測、預報、預警工作具有重要的現(xiàn)實意義。 本文首先闡述了內(nèi)孤立波的概念及研究意義、研究現(xiàn)狀，介紹了人們對內(nèi)孤立波的認識和發(fā)展狀況；對兩種常用的內(nèi)孤立波監(jiān)測手段，即利用聲學方法監(jiān)測和遙感手段監(jiān)測，介紹聲學多普勒流速剖面儀(ADCP)和合成孔徑雷達(SAR)的監(jiān)測原理以及在內(nèi)孤立波觀測方面的理論；設(shè)計了數(shù)據(jù)的平滑去噪算法，對聲學多普勒流速剖面儀得到的南海北部的內(nèi)孤立波流場數(shù)據(jù)進行處理，并應用于內(nèi)孤立波的特征提取中；設(shè)計了內(nèi)孤立波的特征提取算法，利用此算法從流場數(shù)據(jù)中提取出內(nèi)孤立波的流場特征及結(jié)構(gòu)特征，并按照結(jié)構(gòu)特征及流場特征對內(nèi)孤立波進行了分類；將特征提取算法嵌入到DSP中，進行內(nèi)孤立波的特征提取，利用MATLAB軟件，設(shè)計了一個在線監(jiān)視DSP運行的圖形用戶界面；分析了所得內(nèi)孤立波的流場、結(jié)構(gòu)特征，對一個內(nèi)孤立波的傳播特征結(jié)構(gòu)進行了具體分析；介紹了小波分析和EMD方法，提出了一個算法評價標準，并使用小波分析和EMD方法對流場數(shù)據(jù)進行后處理分析。 結(jié)果表明，設(shè)計的特征提取算法可以有效地從流場中提取出內(nèi)孤立波的傳播特征，包括內(nèi)孤立波的結(jié)構(gòu)特征、流場特征等；設(shè)計的數(shù)據(jù)平滑去噪算法可以有效地剔除奇異值，在Heading數(shù)據(jù)的處理上效果理想；利用MATLAB設(shè)計的在線監(jiān)視運行DSP系統(tǒng)，可以實時地發(fā)現(xiàn)問題，極大地提高DSP應用系統(tǒng)的研發(fā)進程，更加真實地模擬工程結(jié)果；分析得到的內(nèi)孤立波的流場特征，將內(nèi)孤立波分為4類，并討論了各自的特點，具體分析了一個內(nèi)孤立波的傳播特征，并指明其可能的發(fā)源地；按照提出的算法評價標準，使用小波分析和EMD方法處理流場數(shù)據(jù)，在對數(shù)據(jù)進行處理的過程中，小波方法的能量損失是一直在增加的，EMD方法具有較好的自適應性。
【學位單位】：青島理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2012
【中圖分類】：P731.2
【部分圖文】：

圖 2-2ADCP 聲波發(fā)射方向示意圖速度解算步驟如下：見圖 2-3，從 ADCP 發(fā)射的前后左右4 個速度 V1、V2、V3、V4,則波束坐標下的速度為 Vx= V1-V2, 與電羅經(jīng)艏向的安裝誤差角 ,將Vx和Vy解算成羅經(jīng)坐標電羅經(jīng)測得的航向角 就可以解算出大地坐標下的流速。就可以得到：絕對流速=大地坐標下流速+ GPS 解算出的大地坐標下的船aV羅V羅⊥VyθV北

19數(shù)據(jù)未處理的Heading數(shù)據(jù)

19數(shù)據(jù)處理后的Heading效果對比

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本文編號：2827210