【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋工程领域，具体是一种波浪谱模型选取方法。
技术介绍
1、波浪是海洋中最重要的动力因素，也是船舶和海洋工程结构所承受的主要外部荷载。海洋中的波浪是一种复杂的随机过程，仅通过时域角度的统计参数和波浪特征无法全面系统地描述波浪。从20世纪50年代初，利用波浪谱从频域角度来对波浪进行描述成为一种重要的研究途径。目前，研究者们根据不同的环境条件和波浪类型，提出了众多的波浪谱模型，以期望通过简易的数学模型来定性地描述复杂的波浪过程。然而，现有的波浪谱模型多为基于某特定海域的现场观测数据进行数据归纳和规律总结得到的，并不能广泛应用于所有海洋环境。因此，如何从众多的现有波浪谱模型中选取适用于应用海域的波浪谱十分关键，目前多采用基于相关系数的选取方式，相关系数评价体系只能代表曲线的整体误差情况，然而整体误差会掩盖最关注的谱型特征的局部误差。
技术实现思路
1、为了提高波浪谱模型选取的准确性，本申请提供了一种波浪谱模型选取方法。
2、本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
3、波浪谱模型选取方法，包括：
4、步骤1、实测待分析海域的波浪序列；
5、步骤2、对波浪序列进行频域分析以获取实测谱；
6、步骤3、基于实测谱获取模型库中各波浪谱模型的拟合谱；
7、步骤4、计算实测谱及各拟合谱对应的谱宽参数和谱峰周期；
8、步骤5、选择拟合谱中谱宽参数最接近实测谱谱宽参数的波浪谱模型，判断其谱峰周期是否等于实
9、步骤6、计算综合评价指标vtp，将综合评价指标最接近1.0的波浪谱模型作为最优模型；νtp＝k1×(νfit/νbest)+k2×(tpfit/tpbest)，其中k1和k2分别代表谱宽参数及谱峰周期的权重，k1+k2＝1，νfit为拟合谱对应的谱宽参数，tpfit为拟合谱对应的谱峰周期，tpbest为实测谱对应的谱峰周期，νbest实测谱对应的谱宽参数。
10、进一步地，所述步骤1获取了多个波浪序列；基于波浪序列采用多种波浪谱模型进行拟合获得多个拟合谱结果，统计各个拟合谱对应的波浪谱模型被选为最优模型的次数，将所有最优模型中占比最多的模型作为最终模型。
11、进一步地，还包括步骤7、基于最优模型对应的拟合谱计算波浪谱面积以获取拟合波高和实测波高之间的误差。
12、进一步地，所述步骤2采用快速傅里叶变换进行频域分析。
13、进一步地，所述步骤3具体为：基于实测谱采用非线性最小二乘法进行曲线拟合以获取模型库中各波浪谱模型的拟合谱。
14、进一步地，所述模型库中包括：布氏谱模型、issc谱模型、ittc谱模型、b-m谱模型、jonswap谱模型及wallops谱模型。
15、本专利技术相比于现有技术具有的有益效果是：
16、本申请通过对比拟合谱与实测谱间的谱宽参数及谱峰周期来对波浪谱模型进行筛选，在拟合谱谱宽参数接近实测谱谱宽参数的基础上，若拟合谱谱峰周期与实测谱谱峰周期相等，则该波浪谱模型为最优模型；否则基于谱宽参数及谱峰周期计算综合评价指标，将综合评价指标最接近1.0的波浪谱模型作为最优模型。谱宽参数和谱峰周期分别代表了波浪谱模型在波谱形状和谱峰位置上能否满足实测波浪谱，实现了对波浪谱的定型和定位作用，基于此选出的模型更准确。
17、本申请具有较强的灵活性和延展性，可在后续增加新的波浪谱模型作为拟合基函数，作为新开发波浪谱模型是否适用于实际海域的检验手段。
18、本申请可为船舶设计和海洋波浪环境评估提供符合实际海域和相对准确的输入波谱。
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1.波浪谱模型选取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的波浪谱模型选取方法，其特征在于，所述步骤1获取了多个波浪序列；基于波浪序列采用多种波浪谱模型进行拟合获得多个拟合谱结果，统计各个拟合谱对应的波浪谱模型被选为最优模型的次数，将所有最优模型中占比最多的模型作为最终模型。
3.根据权利要求1所述的波浪谱模型选取方法，其特征在于，还包括步骤7、基于最优模型对应的拟合谱计算波浪谱面积以获取拟合波高和实测波高之间的误差。
4.根据权利要求1所述的波浪谱模型选取方法，其特征在于，所述步骤2采用快速傅里叶变换进行频域分析。
5.根据权利要求1所述的波浪谱模型选取方法，其特征在于，所述步骤3具体为：基于实测谱采用非线性最小二乘法进行曲线拟合以获取模型库中各波浪谱模型的拟合谱。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的波浪谱模型选取方法，其特征在于，所述模型库中包括：布氏谱模型、ISSC谱模型、ITTC谱模型、B-M谱模型、JONSWAP谱模型及Wallops谱模型。
【技术特征摘要】
1.波浪谱模型选取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的波浪谱模型选取方法，其特征在于，所述步骤1获取了多个波浪序列；基于波浪序列采用多种波浪谱模型进行拟合获得多个拟合谱结果，统计各个拟合谱对应的波浪谱模型被选为最优模型的次数，将所有最优模型中占比最多的模型作为最终模型。
3.根据权利要求1所述的波浪谱模型选取方法，其特征在于，还包括步骤7、基于最优模型对应的拟合谱计算波浪谱面积以获取拟合波高和实测波高之间的误差。
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【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，赖艳，田德帅，胡中波，蒋跃光，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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