Высота волны

редактировать

Разница между высотой гребня и соседней впадины

Торговое судно работает в сильном море, когда огромная волна вырисовывается за кормой

В гидродинамике, высота волны для поверхностной волны - это разница между высотами гребня . и соседний желоб. Высота волны - это термин, используемый моряками, а также в прибрежном, океане и военно-морской технике.

В море термин значительная высота волны используется как средство для введения четко определенной и стандартизированной статистики для обозначения характерной высоты случайных волн в состоянии моря. Он определяется таким образом, что он более или менее соответствует тому, что наблюдает моряк при визуальной оценке средней высоты волны.

Содержание

1 Несколько определений для разных ситуаций
2 См. Также
3 Примечания
4 Ссылки

Несколько определений для разных ситуаций

Волновые характеристики

Для синусоидальной волны высота волны H в два раза больше амплитуды :

H = 2 a. {\ displaystyle H = 2a. \,}

{\ displaystyle H = 2a. \,}

Для периодической волны это просто разница между максимумом и минимумом отметки поверхности z знак равно η (x - c p t):

H = max {η (x - cpt)} - ​​min {η (x - cpt)}, {\ displaystyle H = \ max \ left \ {\ eta (x \, - \, c_ {p} \, t) \ right \} - \ min \ left \ {\ eta (x-c_ {p} \, t) \ right \}, \,}

{\ displaystyle H = \ max \ left \ {\ eta (x \, - \, c_ {p} \, t) \ right \} - \ min \ left \ {\ eta (x-c_ {p} \, t) \ right \}, \,}

с c p фазовой скоростью (или скоростью распространения) волны. Синусоидальная волна является частным случаем периодической волны.

В случайных волнах в море, когда возвышения поверхности измеряются с помощью волнового буя, высота отдельной волны H м каждой отдельной волны - с меткой целое число m, идущей от 1 до N, для обозначения ее положения в последовательности из N волн - это разница в высоте между гребнем и впадиной волны в этой волне. Чтобы это стало возможным, необходимо сначала разделить измеренный временной ряд отметки поверхности на отдельные волны. Обычно отдельная волна обозначается как временной интервал между двумя последовательными пересечениями вниз через среднее превышение поверхности (также могут использоваться восходящие пересечения). Тогда индивидуальная высота каждой волны снова будет разницей между максимальной и минимальной высотой во временном интервале рассматриваемой волны.
Значимая высота волны H 1/3, или H s или H sig, как определено непосредственно из временного ряда отметки поверхности, определяется как средняя высота этой одной трети из N измеренных волн. имеющая наибольшую высоту:

H 1/3 = 1 1 3 N ∑ m = 1 1 3 NH m {\ displaystyle H_ {1/3} = {\ frac {1} {{\ frac {1} {3} }} \, N}} \, \ sum _ {m = 1} ^ {{\ frac {1} {3}} \, N} \, H_ {m}}

{\ displaystyle H_ {1/3} = {\ frac {1} {{\ frac {1} {3}} \, N}} \, \ sum _ {m = 1} ^ {{\ frac {1} {3}} \, N} \, H_ {m}}

где H m представляет высоту отдельных волн, отсортированных в порядке убывания высоты по мере увеличения m от 1 до N. Используется только самая высокая треть, поскольку это лучше всего соответствует визуальным наблюдениям опытных моряков, чье зрение, по-видимому, сосредоточено на более высоких волнах..

Значимая высота волны H m0, определенная в частотной области, используется как для измеренной, так и прогнозируемой волны дисперсии. тра. Проще всего его определить в терминах дисперсии m0или стандартного отклонения σηотметки поверхности:

H m 0 = 4 m 0 = 4 σ η, {\ displaystyle H_ {m_ {0}} = 4 {\ sqrt {m_ {0}}} = 4 \ sigma _ {\ eta}, \,}

{\ displaystyle H_ {m_ {0}} = 4 { \ sqrt {m_ {0}}} = 4 \ sigma _ {\ eta}, \,}

где m 0, ноль- момент дисперсионного спектра получается путем интегрирования дисперсионного спектра. В случае измерения стандартное отклонение σ η является наиболее простой и точной статистикой для использования.

Другой часто используемый статистический показатель высоты волны - это среднеквадратичное значение (или RMS) высота волны H rms, определяемая как:

H rms = 1 N ∑ m = 1 NH м 2, {\ displaystyle H _ {\ text {rms}} = {\ sqrt {{\ frac {1} {N}} \ sum _ {m = 1} ^ {N} H_ {m} ^ {2}}}, \,}

{\ displaystyle H _ {\ text { rms}} = {\ sqrt {{\ frac {1} {N}} \ sum _ {m = 1} ^ {N} H_ {m} ^ {2}}}, \,}

с H m снова обозначая высоту отдельных волн в определенном временном ряду.

Высота волны

Содержание

Несколько определений для разных ситуаций

См. также

Примечания

Ссылки