海浪是海洋中最常見的現(xiàn)象之一,是岸灘演變的重要動力和海岸工程結(jié)構(gòu)物設(shè)計施工的主要考慮因素,對海洋經(jīng)濟、海洋資源的開發(fā)利用,海上軍事活動,海洋工程的選址、規(guī)劃、設(shè)計、施工和日常營運等均有重大影響。海浪的觀測與計算不僅有助于了解海浪的生成、生長機制,搞清海浪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外在特征,還可為港口與橋梁的設(shè)計及海洋石油平臺的建造等海洋工程提供所必需的海浪參數(shù)。隨著科技的不斷發(fā)展,以及海洋環(huán)境的特殊性,對測波儀器的性能提出了更高的要求。根據(jù)傳統(tǒng)測波方法的現(xiàn)狀和現(xiàn)場監(jiān)測的需要,基于水聽器和同步壓力傳感器在波浪頻率范圍內(nèi)帶通濾波后的信號一致這一觀測事實,本文提出了一種簡便快捷和經(jīng)濟實用的被動聲學(xué)測波方法。該方法通過對濾波后的聲學(xué)信號進行譜估計,得到的聲壓譜經(jīng)傳遞函數(shù)和補償因子修正后,即可得到表面波譜,進而計算統(tǒng)計波浪要素。基于該原理,借助于虛擬儀器開發(fā)平臺,通過軟硬件的合理結(jié)合,設(shè)計開發(fā)出了一套準(zhǔn)確高效、界面友好的便攜式聲學(xué)測波系統(tǒng)。在實驗室初步驗證后,先后兩次分別將該系統(tǒng)應(yīng)用于萊州灣及芝罘島的海上監(jiān)測,并對比壓力測波法同步測量數(shù)據(jù),表明被動聲學(xué)測波方法所測的波浪要素是合理可靠的。該系統(tǒng)具有較強的可擴展... 

【文章來源】：中國海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 現(xiàn)場波浪觀測技術(shù)綜述
        1.1.1 重力式測波法
        1.1.2 壓力式測波法
        1.1.3 測波桿法
        1.1.4 聲學(xué)測波法
    1.2 水上測波方法綜述
        1.2.1 立體攝影法
        1.2.2 激光測波法
        1.2.3 雷達(dá)測波
    1.3 衛(wèi)星遙感測波方法綜述
    1.4 波浪測量技術(shù)發(fā)展趨勢
    1.5 本文的研究內(nèi)容
2. 被動聲學(xué)測波方法
    2.1 方法的提出
    2.2 觀測數(shù)據(jù)處理方法
        2.2.1 預(yù)處理
        2.2.2 快速帶通濾波
        2.2.3 譜估計
3. 被動聲學(xué)測波系統(tǒng)的開發(fā)
    3.1 虛擬儀器概述
        3.1.1 虛擬儀器的產(chǎn)生與發(fā)展
        3.1.2 虛擬儀器的特點
        3.1.3 虛擬儀器的結(jié)構(gòu)及分類
        3.1.4 面向?qū)ο蟮膱D形化編程語言——LabVIEW
    3.2 系統(tǒng)硬件組成
    3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
        3.3.1 軟件功能設(shè)計
        3.3.2 程序?qū)崿F(xiàn)
    3.4 儀器率定與實驗室驗證
        3.4.1 儀器率定
        3.4.2 測波系統(tǒng)驗證
4. 海上觀測驗證
    4.1 萊州灣船基觀測
        4.1.1 觀測方案
        4.1.2 結(jié)果分析
    4.2 芝罘島岸基觀測
        4.2.1 觀測方案
        4.2.2 結(jié)果分析
5. 被動聲學(xué)測波方法的應(yīng)用
    5.1 海浪群性與破碎的定性關(guān)系驗證
        5.1.1 聲學(xué)測量海面破碎原理
        5.1.2 系統(tǒng)擴展設(shè)計及結(jié)果
    5.2 聲學(xué)探測海面天氣
        5.2.1 海面風(fēng)速的測量
        5.2.2 海面降雨的識別
        5.2.3 系統(tǒng)擴展設(shè)計
6. 結(jié)論
附錄 公式（5.4）的推導(dǎo)和個例驗證
參考文獻
創(chuàng)新點
個人簡歷
發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]現(xiàn)場波浪觀測技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用[J]. 左其華.  海洋工程. 2008(02)
[2]信號快速帶通濾波方法在海洋信號分析中的應(yīng)用[J]. 張立振.  海洋科學(xué)進展. 2008(01)
[3]SBY2-1型空氣超聲波浪儀[J]. 孫強,孫軍.  海洋技術(shù). 2007(04)
[4]X波段導(dǎo)航雷達(dá)浪高實時測量研究[J]. 王福友,袁贛南,盧志忠,郝燕玲.  海洋工程. 2007(04)
[5]海浪周期關(guān)系的研究[J]. 李瑞麗.  海洋湖沼通報. 2007(02)
[6]海洋環(huán)境觀測技術(shù)研究進展[J]. 蔡樹群,張文靜,王盛安.  熱帶海洋學(xué)報. 2007(03)
[7]基于單頻GPS的單點測浪方法的研究[J]. 羅亮,楊東凱,王宏燕,徐正.  遙測遙控. 2007(01)
[8]Parameterization of Wave Breaking Probability and Whitecap Coverage[J]. 李晶,于定勇,劉華興.  China Ocean Engineering. 2006(03)
[9]船載雷達(dá)觀測海浪的研究[J]. 任福安,邵秘華,孫延維.  海洋學(xué)報(中文版). 2006(05)
[10]一種海洋環(huán)境噪聲估計風(fēng)速的修正法[J]. 林建恒,蔣國健,苑泉樂,衣雪娟.  聲學(xué)學(xué)報. 2006(03)

博士論文
[1]沿岸流不穩(wěn)定運動的實驗研究及理論分析[D]. 任春平.大連理工大學(xué) 2009
[2]風(fēng)浪破碎和波群統(tǒng)計特征的研究[D]. 李晶.中國海洋大學(xué) 2008



本文編號：3073578