学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

风、波浪数据库集成设计与波高长期统计方法探讨

作　者: 程竞姣
导　师: 朱志夏
学　校: 上海交通大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 风、波浪数据库可视化功能有效波高最大熵分布参数化模式概率密度函数
分类号: TV139.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 72次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

海洋环境是船舶与海洋结构物实海域性能预报的基础,实海域性能预报的顺利进行离不开大量可靠的风、波浪数据资料。因此,风、波浪数据库,对船舶及海洋结构物的设计与运营具有重大意义。本文介绍了前期构建的风、波浪数据库的基本情况,对现阶段数据库的使用需求进行了详细分析,提出了数据库集成的整体结构。在此基础上,使用Visual Basic(6.0)及Excel 2003 VBA编程语言编制了数据库程序,分可视化模块、数据查询模块、数据更新模块以及数据库接口进行数据库集成设计。实现了风、波浪数据库的可视化功能,初步完成了风、波浪数据库与船舶实海域耐波性预报系统的接口设计,改进并完善了其余模块功能。运用Visual Basic(6.0)编程语言编制了风、波浪数据库数据统计程序,集成了我国东海海域(1997-2002年)和我国南海海域(1997-2005年)实测风、波浪数据资料以及由数值模拟计算得到的(2000-2006年)后报风、波浪数据资料。建成了能满足船舶耐波性研究和长期性能预报需要、界面友好、数据资料丰富、可靠度高、可持续发展的风、波浪数据库。目前,有效波高的长期分布多采用根据实测资料检验和归纳得出的一些经验公式来描述。这种方法不可避免的带有主观性,不同的假定和拟合得到的结果差异较大。本文基于最大熵原理,在不带主观假设的前提下,推导出最大熵分布概率密度函数,并将其应用于有效波高的长期统计中。同时,详细论述了有效波高长期统计中使用较多的参数化模式及其导算步骤。为了检验这两种方法的准确性,选用我国东海海域浮筒长期实测风、波浪数据进行有效波高的概率密度函数拟合,并将计算结果与实测数据绘成的直方图进行了比较分析。结果表明:有效波高的最大熵分布表达式形式简洁,参量易由实测数据确定;表达式中的参量?值能够表征实际海况的复杂程度;其概率密度函数在不同风速下与实测数据均符合良好。由参数化模式推导出的有效波高概率密度函数,在风速较小时与实测数据的符合较好,但是,在风速较大时会出现偏离。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 课题研究背景和意义  9-11
  1.2 海洋工程与海洋环境  11-13
    1.2.1 海洋工程与海洋环境  11-12
    1.2.2 耐波性研究与海浪  12-13
  1.3 海浪统计理论  13-17
    1.3.1 海浪谱  14-16
    1.3.2 海浪要素的统计分布  16-17
  1.4 本文的研究方法及主要内容  17-19
第2章风、波浪数据库集成设计  19-63
  2.1 信息和数据库  19-20
  2.2 数据库设计原则  20-21
  2.3 风、波浪数据库简介  21-37
    2.3.1 构建背景及意义  21-22
    2.3.2 风、波浪数据库  22-37
  2.4 风、波浪数据库功能需求分析  37-39
    2.4.1 可视化功能  38
    2.4.2 数据查询功能  38
    2.4.3 数据更新功能  38
    2.4.4 数据库接口  38-39
  2.5 风、波浪数据库功能的实现  39-54
    2.5.1 整体结构图  39-42
    2.5.2 可视化模块  42-46
    2.5.3 可视化模块与数据查询模块的连接  46-52
    2.5.4 数据库接口  52-54
    2.5.5 数据更新模块  54
  2.6 风、波浪数据库数据集成  54-62
    2.6.1 风、波浪数据资料概述  54
    2.6.2 数据资料的统计集成  54-62
  2.7 本章小结  62-63
第3章海浪要素的长期统计  63-73
  3.1 海浪要素  63-65
    3.1.1 规则波要素和不规则波要素  63-64
    3.1.2 几种常用的海浪要素统计值  64-65
  3.2 海浪的研究手段及统计描述  65-68
    3.2.1 研究手段  65-67
    3.2.2 统计描述  67-68
  3.3 海浪要素的长期统计分布  68-72
    3.3.1 有效波高的长期统计分布  68-70
    3.3.2 有效波高与特征周期的联合分布  70-71
    3.3.3 海浪统计理论的工程应用  71-72
  3.4 本章小结  72-73
第4章有效波高长期统计方法探讨  73-94
  4.1 波候综合模式与最大熵分布概述  73-74
  4.2 最大熵分布  74-82
    4.2.1 熵的概念  74-75
    4.2.2 信息熵与最大熵原理  75-77
    4.2.3 与最大熵分布推导有关的数学知识  77-78
    4.2.4 有效波高的最大熵分布  78-81
    4.2.5 算法原理  81-82
  4.3 参数化模式  82-86
    4.3.1 直接统计  82-85
    4.3.2 有效波高的综合分布  85-86
    4.3.3 参数拟合  86
  4.4 最大熵分布与参数化模式的比较  86-93
    4.4.1 实测数据来源  87
    4.4.2 数据质量控制  87
    4.4.3 计算结果对比分析  87-93
  4.5 本章小结  93-94
第5章结论与展望  94-96
  5.1 主要结论  94-95
  5.2 研究展望  95-96
参考文献  96-99
致谢  99-100
攻读学位期间发表的学术论文和参加的科研项目  100-103
上海交通大学学位论文答辩决议书  103

风、波浪数据库集成设计与波高长期统计方法探讨

内容摘要

全文目录

相似论文