用jonswap怎麼算波浪力

Ⅰ 海浪的海浪譜

海浪可視作由無限多個振幅不同、頻率不同、方向不同、相位雜亂的組成波組成。這些組成波便構成海浪譜。此譜描述海浪能量相對於個組成波的分布，故又名「能量譜」。它用於描述海浪內部能量相對於頻率和方向的分布。為研究海浪的重要概念。通常假定海浪由許多隨機的正弧波疊加而成。不同頻率的組成波具有不同的振幅，從而具有不同的能量。設有圓頻率ω的函數S（ω），在ω至(ω+ω)的間隔內，海浪各組成波的能量與S(ω)ω成比例,則S(ω)表示這些組成波的能量大小，它代表能量對頻率的分布，故稱為海浪的頻譜或能譜。同樣,設有一個包含組成波的圓頻率ω和波向θ的函數S(ω，θ)，且在ω至(ω+ω)和θ至(θ+ω)的間隔內，各組成波的能量和S(ω,θ)ωθ成比例，則S(ω，θ)代表能量對ω和θ的分布，稱為海浪的方向譜。將組成波的圓頻率換為波數，可得到波數譜；將ω換為2π（頻率為周期的倒），得到以表示的頻譜S()數。以上各種譜統稱為海浪譜。
海浪譜不僅表明海浪內部由哪些組成波構成，還能給出海浪的外部特徵。比如，理論上可由譜計算各種特徵波高和平均周期，利用這些特徵量連同波高與周期的概率密度分布，可推算海浪外觀上由哪些高低長短不同的波所構成。若已知海浪的譜，海浪的內外結構都可得到描述，因此譜是非常有用的概念。事實上，海浪的研究（包括許多應用問題），大多和譜有關。頻譜
在海浪譜中,風浪頻譜得到最廣泛的研究，因為它的應用最廣，也最易於得到。但尚無基於嚴格理論的風浪頻譜。通常p為5～7，q為2～4,在正量A和B之內。除了數值常數外，還包含風要素（如風速、風時和風區）或浪要素（如特徵波高和周期）作為參量，故譜的形狀隨風的狀態或對應的浪的狀態而變化。上述兩項的乘積代表的譜，在ω=0處為0，在0附近的值很小，ω增加時，它驟然增大至一個峰值，然後隨頻率的增大而迅速減小，在ω→∞時趨於0。這表明譜的頻率范圍在理論上雖為0～∞,但其顯著部分卻集中在譜峰附近。海面上存在的許多波，其顯著部分的周期范圍很小，恰和理論結果相對應。隨著風速的增大,譜曲線下面的面積（從而風浪的總能量或波高）增大，峰沿低頻率方向推移，表明風浪顯著部分的周期增大。
從波面的記錄估計譜，是獲得海浪頻譜的主要途徑。習慣上將譜的估計方法分為相關函數法和快速傅氏變換演算法兩種。在電子計算機上計算時，後者比前者更節約時間。20世紀70年代，開始引用最大熵等方法。依此可自不多的資料估計出解析度較高的譜，它適用於非平穩的海浪狀態。
在海浪研究中已提出的頻譜很多常採用的皮爾孫-莫斯科維奇譜，是60年代中期提出的,是在對充分成長的風浪記錄進行譜估計和曲線的擬合時得到的，已為多數觀測所證實。
60年代末，按照「北海聯合海浪計劃」（JONSWAP），對海浪進行了系統的觀測，提出了一種頻譜，其中包括分別反映能量水平、峰的頻率尺度和譜形在內的5個參量。這種譜表示風浪處於成長的狀態，它具有非常尖而高的峰。對Jonswap譜分析的結果表明,風浪的能量主要通過譜的中間頻率部分傳遞，然後借波與波之間的非線性相互作用，再分別向譜的高頻和低頻部分傳遞。反映這種能量交換的譜，具有穩定的形式。利用此特性，可將譜隨風的變化轉換為其中的參量隨風的變化，從而提供另一種海浪計算或預報的方法。
有一種半經驗的方法，它假定海浪的某些外觀特徵反映其內部結構，由觀測到的波高和周期間的關系，可導出海浪譜。早在50年代初提出的紐曼譜和工程中常使用的布雷奇奈德爾譜，都屬此類，前者p=6，q=2；後者p=5，q=4。有些蘇聯作者採用具有前述形式的頻譜，然後由觀測資料確定其中的常數和參量。
中國學者於50年代末至60年代中期，嘗試自風浪能量的攝取和消耗出發推導出譜，其中包括用風要素作為參量，從而描述譜相對於風時和風區的成長。由這些譜計算波高和周期等要素比較方便，但推導中涉及的能量計算，仍是半經驗性的。
方向譜
方向譜的研究，除理論上的意義外，還可用於大面積海浪的預報，波浪的繞射和折射，水工建築物的作用力和振動，船體、浮標和其他浮體對海浪的反應，以及泥沙運動等問題的研究。但由於觀測上和資料處理上的困難，海浪方向譜的研究遠少於頻譜。
通常將方向譜取為S(ω，θ)=S(ω)·G(ω,θ),其中S(ω)為頻譜，G(ω，θ)為體現能量相對於方向分布的一個函數，θ為海浪主方向（一般取為平均風向）和組成波的波向之間的夾角。G(ω，θ)必須通過觀測得到，其中最簡單的形式為cos。通常取2～4，愈大,能量愈集中於主波向附近。對於淺水波來說，比較大。
為了測量方向譜，可用幾個與海水接觸的測頭組成儀器陣列，記錄的項目可以是波面高度，也可以是水質點的速度、加速度、壓力或作用力。為經濟起見，通常將盡可能少的測頭擺成合理的幾何圖形，以得到最大的解析度。還可用尺寸遠小於海浪波長並跟隨波面運動的自由浮標，記錄波面的高度和兩個方向的波面斜率和曲率，也可以利用壓力、水質點速度或波浪作用力的記錄。此外，航空遙感和衛星遙感也可以確定方向譜。
如何求得海浪譜，主要方法有二：一是利用觀測得到的波高、周期的推導，得出半理論、半經驗形式的海浪譜；二是利用某一固定點測得的波面隨時間變化的這段記錄，來推算相關函數，然後求譜。也有通過建立能量平衡方程式來求譜。目前得到的譜，主要是建立在觀測數據的基礎上求出的。但由於目前尚缺乏精確的風和海浪的觀測資料，故已提出的一些譜，彼此相差較大。海浪譜的分析研究是很重要的，根據海浪譜，可以較合理地設計防坡堤及海面對雷達的反射部分，利用海浪譜，可以算出波高、周期等海浪要素。目前，有的國家根據海浪譜設計出自動控制系統，來以校正軍艦上武器發射偏差。

Ⅱ 什麼是海浪方向譜

方向譜的研究，除理論上的意義外，還可用於大面積海浪的預報，波浪的繞射和折射，水工建築物的作用力和振動，船體、浮標和其他浮體對海浪的反應，以及泥沙運動等問題的研究。但由於觀測上和資料處理上的困難，海浪方向譜的研究遠少於頻譜。

通常將方向譜取為S（ω，θ）=S（ω）·G（ω，θ），其中S（ω）為頻譜，G（ω，θ）為體現能量相對於方向分布的一個函數，θ為海浪主方向（一般取為平均風向）和組成波的波向之間的夾角。G（ω，θ）必須通過觀測得到，其中最簡單的形式為cos。通常取2～4，愈大，能量愈集中於主波向附近。對於淺水波來說，比較大。

為了測量方向譜，可用幾個與海水接觸的測頭組成儀器陣列，記錄的項目可以是波面高度，也可以是水質點的速度、加速度、壓力或作用力。為經濟起見，通常將盡可能少的測頭擺成合理的幾何圖形，以得到最大的解析度。還可用尺寸遠小於海浪波長並跟隨波面運動的自由浮標，記錄波面的高度和兩個方向的波面斜率和曲率，也可以利用壓力、水質點速度或波浪作用力的記錄。此外，航空遙感和衛星遙感也可以確定方向譜。

如何求得海浪譜，主要方法有二：一是利用觀測得到的波高、周期的推導，得出半理論、半經驗形式的海浪譜；二是利用某一固定點測得的波面隨時間變化的這段記錄，來推算相關函數，然後求譜。也有通過建立能量平衡方程式來求譜。目前得到的譜，主要是建立在觀測數據的基礎上求出的。但由於目前尚缺乏精確的風和海浪的觀測資料，故已提出的一些譜，彼此相差較大。海浪譜的分析研究是很重要的，根據海浪譜，可以較合理地設計防坡堤及海面對雷達的反射部分，利用海浪譜，可以算出波高、周期等海浪要素。目前，有的國家根據海浪譜設計出自動控制系統，來校正軍艦上武器發射偏差。

Ⅲ 海浪要素的海浪

海洋中的波浪是海水運動形式之一，它的產生是外力、重力與海水表面張力共同作用的結果。引起海水波動的外力因素很多，如風、大氣壓力的變化、天體的引潮力、海底地震以及人為引起的船體運動等。由這些因素引起的海水波動，其周期可在極寬的范圍內變化，如潮波的周期為半天至1天，海嘯的周期為幾十分鍾，風浪的周期為幾秒鍾，而海水表面張力波的周期則不足1s 。
雖然海浪的剖面形狀復雜，但人們常把它理想化為如圖所示的規則剖面，並以各種波浪要素來表徵其特性。

Ⅳ 請問海岸的波浪和遠海中的波浪有什麼不同

海浪是發生在海洋中的一種波動現象。我們這里指的海浪是由風產生的波動，其周期為0.5至25秒，波長為幾十厘米到幾百米，一般波高為幾厘米到20米，在罕見的情況下波高可達30米以上。

近岸浪——由外海的風浪或涌浪傳到海岸附近，受地形作用而改變波動性質的海浪。

海面上的波浪在深海處傳播的速度總是比淺海處的傳播速度快，越是近海岸，海水越淺，波浪的速度越慢。
若用虛線AB表示海岸附近深水域與淡水域的分界線，那麼在深水域中，海浪在第1、2、3……、11秒走過的距離較大（因為速度快），因此，線條之間的間隔大；在淺水域中，同樣花費1秒鍾時間，海浪經過的距離短，表現為線條之間的間隔小。因此，在分界線處發生了海浪的波長和傳播方向的改變，海浪的傳播方向變得漸漸垂直於海岸線了。由於越靠近海岸的海水越淺，因此，海浪的速度也漸漸慢下來，這就使它的傳播方向越來越垂直於海岸線。當我們站在海岸面向大海時，由於看到的海浪都是以垂直於海岸線的方向一排排襲來，我們就感到海浪是迎你而來的。

在遠離海岸的大海深處，海浪的行進方向取決於海風與海流的方向，並不一定朝觀察者迎面而來。

Ⅳ 什麼是海浪譜

海面上的波浪在深海處傳播的速度總是比淺海處的傳播速度快，越是近海岸，海水越淺，波浪的速度越慢。若用虛線AB表示海岸附近深水域與淡水域的分界線，那麼在深水域中，海浪在第1、2、3……11秒走過的距離較大（因為速度快），因此，線條之間的間隔大；在淺水域中，同樣花費1秒鍾時間，海浪經過的距離短，表現為線條之間的間隔小。因此，在分界線處發生了海浪的波長和傳播方向的改變，海浪的傳播方向變得漸漸垂直於海岸線了。由於越靠近海岸的海水越淺，因此，海浪的速度也漸漸慢下來，這就使它的傳播方向越來越垂直於海岸線。當我們站在海岸面向大海時，由於看到的海浪都是以垂直於海岸線的方向一排排襲來，我們就感到海浪是迎你而來的。

在遠離海岸的大海深處，海浪的行進方向取決於海風與海流的方向，並不一定朝觀察者迎面而來。

海浪可視作由無限多個振幅不同、頻率不同、方向不同、相位雜亂的組成波組成。這些組成波便構成海浪譜。此譜描述海浪能量相對於各組成波的分布，故又名「能量譜」。它用於描述海浪內部能量相對於頻率和方向的分布，為研究海浪的重要概念。通常假定海浪由許多隨機的正弧波疊加而成。不同頻率的組成波具有不同的振幅，從而具有不同的能量。設有圓頻率ω的函數S（ω），在ω至（ω+ω）的間隔內，海浪各組成波的能量與S（ω）ω成比例，則S（ω）表示這些組成波的能量大小，它代表能量對頻率的分布，故稱為海浪的頻譜或能譜。同樣，設有一個包含組成波的圓頻率ω和波向θ的函數S（ω，θ），且在ω至（ω+ω）和θ至（θ+ω）的間隔內，各組成波的能量和S（ω，θ）ωθ成比例，則S（ω，θ）代表能量對ω和θ的分布，稱為海浪的方向譜。

海浪譜不僅表明海浪內部由哪些組成波構成，還能給出海浪的外部特徵。比如，理論上可由譜計算各種特徵波高和平均周期，利用這些特徵量連同波高與周期的概率密度分布，可推算海浪外觀上由哪些高低長短不同的波所構成。若已知海浪的譜，海浪的內外結構都可得到描述，因此譜是非常有用的概念。事實上，海浪的研究（包括許多應用問題）大多和譜有關。

Ⅵ 海浪的能量有多大

在美國西太平洋沿岸的哥倫比亞河入海口，聳立著一座高高的燈塔，旁邊還有一座小屋，燈塔看守人就住在裡面。

1894年12月的一天，看守人忽然聽見屋頂上響聲如雷，他本能地抬起頭來，還沒來得及弄清是怎麼回事，只見一個黑黝黝的怪物，劈里啪啦地穿透屋頂後砸到地上。

面對這自天而降的「不速之客」，看守人嚇呆了，過了好一會，才戰戰兢兢地挪步走到怪物面前。他簡直不相信自己的眼睛：那怪物竟是一塊大石頭！後來人們稱得其重量為64千克。

這是個人跡罕至的地方，有哪個大力士會搞這樣的惡作劇呢？

第二天，看守人請來了專家，經過一番調查和鑒定，專家得出了結論：這大力士是海浪。這塊大石頭是被海浪拋到40米高的半空，再砸到看守人的屋頂上的。

海浪！看守人實在難以接受這個結論。要知道，他長年與海浪廝守相處，雖然也看到過不少驚濤駭浪，也見識過浪尖拋石的場面，可這畢竟是塊64千克的石頭啊，海浪能將它拋到十幾層樓房的高度嗎？

專家告訴他，這是可能的。雖然海浪的高度並不算很高，到目前為止，根據儀器記錄到的海浪高度還未超過20米，但巨浪沖擊海岸激起的浪花常可高達60米～70米。斯里蘭卡海岸上一個60米高處的燈塔就曾被海浪打碎過。

海浪的威力也往往大得出乎人的想像。如法國的契波格海港，曾經有一個浪頭打來，居然把一塊3.5噸重的巨物像擲鉛球似的扔過了6米高的防波牆。

還有，在荷蘭阿姆斯特丹，一塊26噸重的混凝土塊竟被波浪從海中舉起，再穩穩地放到7米高的防波堤上去；蘇格蘭威克那地區，1872年曾有一個巨浪將1370噸的龐然大物移動15米之遠；西班牙巴裡布附近的海邊，在1894年的一次狂風巨浪後，人們發現一塊起碼有1700噸重的巨石翻了個個兒……

專家還說，一些測試材料表明，海浪拍岸時的沖擊力每平方米會達到20～30噸，大的甚至可達60噸。具有這樣沖擊力的海浪，可以把13噸重的巨石拋到20米高的空中。把那塊60多千克的黑色石頭拋上40米高，對它來說，真算得上是輕而易舉的區區小事了。

人們自然會想到，對海浪這個放盪不羈而又力蓋群雄的大力士，能否約束一下，使它變害為利，為人類服務呢？

有人想到了可利用它來發電。海浪發電有著巨大的潛力。人們經過計算，發現10平方千米的海面上產生的波浪能，大約就相當於一個新安江水電站的電能，或相當於90萬噸煤炭的熱能。而且，海浪這樣的能源不僅不用花錢，還有無污染的優點。

對海浪的能量抱的希望最大、研究得最為熱心的大約要算日本的科學家了。因為日本是幾乎沒有礦產資源的國家，它的能源全靠進口，但它又是個有著3000多個大小島嶼的島國，海岸線長達13萬千米，這樣遼闊的海面所擁有的波浪能，每年可達10億千瓦。乖乖，這相當於目前日本每年用電量的25倍呢！

1964年，日本製成了世界上第一盞用海浪發電的航標燈，開了利用海浪能量的先河。雖然這台裝置發出的電能僅60瓦，只夠一盞燈使用，但它證明了用海浪發電是完全可行的。

Ⅶ 海浪規律

各地波浪的玫瑰圖（包含波高和波向頻率分布的信息）可以參見海洋圖集。
其他波浪要素的系統觀測不多，其中頻率可以根據風的信息由海浪譜計算得到，而對於重力波，只要知道水深，有了頻率以後，波長、波速、波數等都可以算出來

Ⅷ 海浪怎樣發電

一提到大海，人們立刻就會想到洶涌澎湃、波濤起伏，確實大海從來就不曾平靜過，無風時微波盪漾，有風時巨浪翻滾，這正是海洋的「習性」。那奔騰咆哮的海浪猛烈拍打著岸邊的岩石，發出響雷般的轟鳴聲，激濺起高高的浪花，這正是海浪在顯示它那無窮的力量。盡管海浪的高度一般超不過20米，可是當它沖擊海岸時，卻能激起高達六七十米的浪花。這浪花猶如利劍，它曾將斯里蘭卡海岸上一座屹立在60米高處的燈塔一舉擊碎。

海浪稱得上是一位「大力士」，它創造的記錄令人嘆為觀止：拍打岸邊的激浪曾把法國契波格海港的3噸半重物拋過60米的高牆；在蘇格蘭的威克地方，巨大的海浪將1350噸的龐然大物移動了10米；在荷蘭的阿姆斯特丹，一塊20噸重的海中混凝土被海浪舉起了7米多高，然後又拋到距海面1.5米的防波堤上；1952年，一艘美國輪船在義大利西部的海面上被海浪劈為了兩半，殘船被沖得無影無蹤。

據測試，海浪對海岸的沖擊力可達每平方米20～30噸，在特殊情況下甚至達到60噸。科學家們決定利用海浪能發電，為人類造福。

我國的黃海和東海的年平均波高為1.5米，南海的年平均波高為1米，年平均波周期為6秒左右。專家預算，我國領海的海浪能總量達1.7億千瓦；全世界的海浪能總量高達25億千瓦，如此能量，令人驚嘆不已。

1964年，日本造出了世界上第一個海浪發電裝置——航標燈。雖然這台發電機的發電能力只有60瓦，只夠一盞航標燈使用，但它卻開創了人類利用海浪來發電的新紀元。

利用海浪發電，不僅不消耗任何燃料和資源，也不產生任何污染，是一種「干凈」的發電技術。還有它不佔用任何土地，只要是有海浪的地方就能發電。對於那些無法架設電線的沿海小島，海浪發電是最適用不過的。

目前，利用海浪發電的方法主要有三種：一、利用海浪的上下運動所產生的空氣流或水流，使氣（水）輪機轉動，以帶動發電機發電；二、利用海浪裝置的前後擺動或轉動以產生空氣流或水流，使氣（水）輪機轉動，帶動發電機發電；三、將低大波浪變為小體積的高壓水，然後再把高壓水引入某一高位水池積蓄起來，使其產生高壓水頭，以沖動水輪發電機組進行發電。

浮標式波浪發電裝置就是利用海浪的上下運動所產生的空氣流來發電的裝置。這種發電裝置有一個空氣管，管內的水面（相當於一個活塞）是相對靜止的，而水面可以上下運動。因為海浪的起伏波動而使浮標作上下運動，這樣浮標體內的空氣活塞室里的空氣就被水面這個「活塞」所壓縮和擴張，使空氣從空氣活塞室里沖出來，從而推動氣輪發電機組發電。

日本還研製一種錐形浮體式海浪發電裝置，也是浮標式發電裝置，但它是利用共振原理來發電。這種發電裝置的浮體，其固有頻率與海浪上下運動的頻率相等，因而出現共振，正是利用這種共振來發電。浮體的下端為錐體，錐體的頂端有一個能作正向和逆向轉動的螺旋槳。當浮體與海水作相對運動時，便驅使螺旋槳轉動而帶動發電機發電。

另外，還有一種固定式海浪發電裝置，其構造及工作原理跟浮標式極為相似，所不同的是將空氣活塞室固定在海岸，通過中央管道內水面的上下升降來代替浮標的上下運動，以實現空氣活塞室內空氣的壓縮和擴張，以推動氣輪發電機組發電。

日本在20世紀70年代末就造出了一艘海浪發電兼消波的「海明」號大型海浪發電船，它能發出100～150千瓦的電能，並具有遠離海岸的電力傳輸裝置。這艘海浪發電船長80米，寬12米，總重500噸，船內安裝了幾台（空）氣輪機式海浪發電裝置。它經常錨泊在距離海岸3000米的海上，其錨泊海域的水深為40米左右。

90年代初英國在蘇格蘭的艾萊島上建造了一座發電能力為75千瓦的海浪發電站，它是繼挪威、日本之後利用海浪發電的第三個國家。此外英國愛丁堡大學目前正在研製發電能力為5萬千瓦的海浪發電裝置，英國人還計劃在海岸以外的海面上建造海浪發電站。

挪威科學家提出了更為激動人心的設想：要人為地製造強大的波浪來進行海浪發電。如果這個設想能夠實現，人類將會進入一個完完全全的天然能使用時代。我國的科學家也正在朝這一方面努力地研究探索著。

Ⅸ 大家幫著分析一下海浪受哪些力啊

如果簡單地，通俗地說，上面的回答就可以了。

如果要從專業角度分析，這涉及流體力學的內容，

根據海域不同，周圍的環境不同等影響，

海浪可以存在三種主要狀態：

1 平流/層流，一般來說存在於外部條件穩定，周圍環境變化不大的地方，比如深海，這時候，海浪主要受重力，周圍流體的粘滯力，表面風作用力。

2 紊流，受力與前者基本相同，只不過流體之間的粘滯力比較紊亂。

3 介於上述兩者。

Ⅹ 什麼叫小水線面船縱搖海浪干擾力矩

干擾力矩，是以光電穩定/跟蹤平台為研究對象，通過對光電穩定/跟蹤平台中存在的各種干擾力矩的力學特性進行分析和研究，提出一種新的測量穩定平台干擾力矩的方法。
小水線面雙體船的排水容積大部分深浸於水中，支柱的水線面積很小，可大大減小興波阻力，並使海浪的干擾作用明顯減弱，從而減少船在波浪中的搖盪運動和波浪拍擊，其耐渡性優於普通船型和一般雙體船。同時具有雙體船的各項優點，即甲板面積大；穩性、操縱性、高速時的快速性均優於普通船型。但其低速時的功率消耗較大，吃水較深，為保證其縱向運動穩定性需加裝自動控制水平鰭，增加了技術的復雜性和造價。
浮球形轉子的干擾力矩方法。基於靜電力相對轉子幾何中心形成的力矩的計算，推導了半碗六電極懸吊轉子裝置的靜電場基本干擾力矩計算公式。干擾力矩以轉子失中度、非球度、轉子極軸相對於電極坐標系的偏移、電極電壓和電極槽描述。通過模擬，界定了滿足一定干擾力矩的各因素的取值范圍。