计算科学 - 有效波高算法 - 吾爱随笔录

计算科学算法

2021-12-03 06:25:56

我试图找到有效波高的计算算法 $H_{1/3}$ ，要么 $H_\text{s}$ 要么 $H_\text{sig}$ 在时域。这被定义为测量波的三分之一部分的平均高度——它们是 $N$ 在数量上——具有最大的波高：

H_{1 / 3} = \frac{1}{\frac{1}{3} N} \sum_{m = 1}^{\frac{1}{3} N} H_{m}

$H_{1/3} = \frac{1}{\frac13 N} \sum_{m=1}^{\frac13 N} H_m$

对于示例集，请考虑 $\{100,300,400,400, ..\}$ 高度值 $H_m$ .

1个回答

显着波高， $H_{1/3}$ ，定义为所有波浪中最高三分之一的平均高度，是历史性的。早期是通过肉眼观察波的状态，从而产生了这个定义 $H_{1/3}$ . 这个数量不一定等于当代有效波高的概念， $H_{s}$ ，其定义为：

H_{s} = 4 \sqrt{m_{0}},

$H_{s} = 4 \sqrt{m_0},$ 在哪里

m_{0}

$m_{0}$ 是波方差谱的零阶矩：

m_{0} = \int F (f) d f =< η^{2} > .

$m_0 = \int{F(f)}\ df = <\!\eta^2\!\!>.$

$\eta$ 是表面高程，并且 $<\!\eta^2\!\!>$ 是表面高程方差的时间平均值。

尽管 $H_{s} \ne H_{1/3}$ , Phillips (1977) 表明 $H_{s} \approx H_{1/3}$ 对于窄波方差谱 $F(f)$ . 参见菲利普斯的《上层海洋动力学》，1977 年，剑桥大学出版社。

如果你有时间序列 $\eta$ , 然后你可以计算 $H_{s}$ 从 $m_0$ 以一种直接的方式。请记住， $H_{s}$ 作为一个积分量仅对空间和时间准均匀的线性（小斜率）波有意义，即 $F(f)$ 和 $H_s$ 变化的时间尺度明显长于 $\eta$ .

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