發(fā)布時間：2017-04-29 18:00

  本文關(guān)鍵詞：多重分形在海洋波高數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：海洋環(huán)境的變化十分復(fù)雜,海洋工程必須能承受臺風(fēng)、海浪、海流、潮汐等強(qiáng)烈自然因素的影響,進(jìn)行建筑物、結(jié)構(gòu)物的外力分析及設(shè)計(jì)時必須考慮各種動力因素的隨機(jī)特性。要想全面探索海洋水文現(xiàn)象在時空上的變化特性,就必須進(jìn)行大量觀測,但由于觀測資料所限,一般我們只能掌握一定尺度下的海洋環(huán)境設(shè)計(jì)要素的統(tǒng)計(jì)特性。而問題在于,如何從一種尺度水文要素的統(tǒng)計(jì)特性去推斷和探索另一種更大尺度水文要素的統(tǒng)計(jì)特性。海浪波動的統(tǒng)計(jì)自相似性給分形理論研究提供了課題,從多重分形的角度去分析和探索波高數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性,是本文研究的重點(diǎn)。本文提出將多重分形分析用于海洋水文站觀測的波高序列,這樣的分析是有意義的。以往推算多年一遇波高的方法是,選擇一種概率分布模式作為年極值波高的概率分布,用已觀測到的年極值波高來確定概率分布的參量,再通過累積率來確定多年一遇波高。這樣的推算方法存在一些不足和有待改進(jìn)的地方。事實(shí)上,一個觀測點(diǎn)的波高長期演變是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng),通過多重分形分析找到短期觀測波高序列(局部)與長期波高序列(整體)的關(guān)系才能通過前者來推斷后者,從而為更合理地推算多年一遇波高提供實(shí)證方面的支撐。目前已提出的多重分析方法主要有兩種：配分函數(shù)法和多重分形消除趨勢波動分析(MF-DFA)法。消除趨勢波動是MF-DFA方法的重要環(huán)節(jié),但目前在此環(huán)節(jié)的計(jì)算上有如下不足：第一,擬合多項(xiàng)式在相鄰區(qū)間連接點(diǎn)處不連續(xù),這會產(chǎn)生新的偽波動誤差；第二,擬合多項(xiàng)式階數(shù)的選取具有很強(qiáng)的主觀性,低階不能很好反應(yīng)數(shù)據(jù)的波動趨勢,高階則會產(chǎn)生過擬合現(xiàn)象。本文借助于信號模態(tài)分解方法更合理地找出波動趨勢函數(shù),在此環(huán)節(jié)上對MF-DFA方法做了改進(jìn),將分形理論引入對海浪波動特性的分析中,應(yīng)用多重分形的配分函數(shù)法、MF-DFA方法及其改進(jìn)分析潮連島波高實(shí)測數(shù)據(jù),結(jié)果表明：潮連島海浪的波動具有微弱的多重分形特征；改進(jìn)的MF-DFA方法在可更好地滿足原方法消除趨勢要求的基礎(chǔ)上,避免了原方法的不足,具有一定的優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：波高 信號模態(tài)分解 配分函數(shù) 多重分形消除趨勢波動分析
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P714.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 引言9-13
• 1.1 選題背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究綜述10-11
• 1.3 本文研究內(nèi)容11-13
• 2 多重分形的理論及其分析方法13-20
• 2.1 單重分形13-14
• 2.2 多重分形14-16
• 2.3 配分函數(shù)分析法16-17
• 2.4 MF-DFA方法17-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 3 對MF-DFA方法的改進(jìn)20-24
• 3.1 信號模態(tài)分解20-21
• 3.2 基于信號模態(tài)分解的MF-DFA21-22
• 3.3 本章小結(jié)22-24
• 4 多重分形在波高分析中的應(yīng)用24-34
• 4.1 數(shù)據(jù)介紹及預(yù)處理24-25
• 4.2 基于配分函數(shù)法的分析25-26
• 4.3 基于MF-DFA及其改進(jìn)方法的分析26-32
• 4.4 本章小結(jié)32-34
• 5 總結(jié)與展望34-35
• 5.1 總結(jié)34
• 5.2 展望34-35
• 參考文獻(xiàn)35-39
• 致謝39-41
• 個人簡歷41
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文41

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