单向不规则波群的实验室模拟和分析

刘 思，柳淑学，李金宣，俞聿修

（大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，大连116024）

波群现象对于海洋工程和海岸工程具有重要意义。波群模拟的研究是与波群有关的物理和数值模型实验的前提。目前，关于随机波群的模拟研究还不成熟。Funke和Mansard［1］提出的以给定波群因子GF为波浪群性控制参数来模拟波群，但其只是就波群的高度特征而言。而事实上具有同一波群因子的波群可具有大小不同的波群长度特征。波群的高度和长度是波群特征的2个方面，这2个方面的特征都是海洋工程所关心的。Xu等［2］将波包谱的概念用于波群模拟中，建立了以给定波谱和波包谱为靶谱的波群模拟方法，认为波群特征可由波谱和波包谱两者决定，试图兼顾波群的高度和长度两方面特征来模拟，然而，其方法并未给出可供实用的波包谱，所建议的波群特征参数也不够合理，故该方法在应用上有一定的局限性，有待改进。在此基础上，俞聿修和桂满海［3］建议了合适的波群特征参数，首次提出了风浪波包谱的经验公式，在水槽中模拟出满足群高参数GFH的波群，但其依据的波包谱实测资料较少，还需进一步验证和改进。为此，作者收集了更多的实测波浪资料［4］，通过对实测波浪的群性特征参数的相关性进行分析，得到一个可反映天然海浪的波包能量分布的波包谱经验公式。

本文基于作者对海浪波包谱的研究成果［4］，同时采用群高参数GFH和群长参数GLF来表征波浪的群性，以波谱和波包谱为靶谱，建议了单向不规则波群的物理模拟方法，使模拟的波浪既满足给定的波群群性高度要求，也满足波群长度要求。……