Высота волны

Волновые характеристики

В динамике жидкости , то высота волны из поверхностной волны представляет собой разность между высотами одного гребня и соседним желобом . ^[1] Высота волны - термин, используемый моряками , а также в прибрежной , океанской 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.

Определения [ править ]

В зависимости от контекста высоту волны можно определять по-разному:

• Для синусоидальной волны высота волны H в два раза больше амплитуды : ^[1]

${\ Displaystyle H = 2a. \,}$

• Для периодической волны это просто разница между максимумом и минимумом возвышения поверхности z  =  η ( x  -  c _p  t ): ^[1]

${\ Displaystyle H = \ max \ left \ {\ eta (x \, - \, c_ {p} \, t) \ right \} - \ min \ left \ {\ eta (x-c_ {p} \, т) \ право \}, \,}$

где c _p - фазовая скорость (или скорость распространения) волны. Синусоидальная волна - это частный случай периодической волны.

• В случайных волнах в море, когда возвышения поверхности измеряются с помощью волнового буя , высота отдельной волны H _m каждой отдельной волны - с целочисленной меткой m , идущей от 1 до N , для обозначения ее положения в последовательности из N волн. - разница в высоте между гребнем и впадиной волны в этой волне. Чтобы это стало возможным, необходимо сначала разбить измеренный временной ряд высоты поверхности на отдельные волны. Обычно отдельная волна обозначается как временной интервал между двумя последовательными пересечениями вниз через среднееотметка поверхности (также могут использоваться восходящие переходы). Тогда индивидуальная высота каждой волны снова является разницей между максимальной и минимальной высотой во временном интервале рассматриваемой волны. ^[2]
• Значительная высота волны H _1/3 , или H _s, или H _sig , определяемая непосредственно из временного ряда отметки поверхности, определяется как средняя высота той одной трети из N измеренных волн, имеющих наибольшую высоту: ^{[2 ]}

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

где Н _м представляет отдельные высоты волны, сортируются в порядке убывания высоты, м возрастает от 1 до N . Используется только самая высокая треть, так как это лучше всего соответствует визуальным наблюдениям опытных моряков, чье зрение, очевидно, сосредоточено на более высоких волнах. ^[2]

• Значительная высота волны H _m0 , определенная в частотной области , используется как для измеренных, так и для прогнозируемых спектров дисперсии волн . Проще всего его определить в терминах дисперсии m ₀ или стандартного отклонения σ _η отметки поверхности: ^[3]

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

где m ₀ , нулевой момент дисперсионного спектра, получается путем интегрирования дисперсионного спектра. В случае измерения стандартное отклонение σ _η является наиболее простым и точным статистическим показателем.

• Другой широко используемый статистический показатель высоты волны - это среднеквадратичная (или RMS) высота волны H _rms , определяемая как: ^[2]

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

где H _m снова обозначает высоту отдельных волн в определенном временном ряду .

См. Также [ править ]

• Состояние моря
• Значительная высота волны
• Ветровая волна

Примечания [ править ]

Ссылки [ править ]