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概率理论与随机数值模拟方法在海岸泥沙淤积预测中的应用

作　者: 张明霞
导　师: 刘德辅
学　校: 中国海洋大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 概率理论随机数值模拟方法不确定性分析骤淤联合概率
分类号: TV148
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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引　用: 1次
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内容摘要

本文针对国内外用于计算海洋环境及泥沙输运问题的数学模型在数值模拟过程中，输入条件的调试、经验系数的确定、实测资料(风速、波高、周期等)的选用、输出结果的整理等环节存在众多的不确定性，运用一个现有的成熟的波—流—泥沙数值模型作为计算工具，以北方黄骅港资料为实例，对具有不确定性的模型输入条件——风速进行了不确定性的概率分析，利用不同的风速值输入模型计算得到符合Gumbel分布的不同的淤积厚度。并对黄骅港严重的“骤淤”现象，运用“非正态过程，具有不同相关性的多维随机变量联合概率随机模拟技术”对港口、航道不同使用期内、不同风险率的骤淤量和各种极端海况诱发因素进行了联合概率预测。本文工作主要包括以下内容：以“河口、海岸波浪、潮流、泥沙数值模拟”(WCSM)作为计算工具，以北方黄骅港资料为实例，研究了作为模型输入条件——风速的不确定性，利用不确定性分析得到的每年最大一场风的不同风速输入模型进行计算，得到了不同的淤积厚度，并用Gumbel分布较好的进行了拟合。本文针对黄骅港一次大风过后产生严重的“骤淤”现象，提出了波能统计法计算1991～2001年中每次大风的有效波能，并利用分析的有效波能和骤淤量之间的关系推出了每次大风过后的产生的淤积量。并对骤淤量和年淤积量进行了概率分析与预测，可供工程规划决策使用。运用“非正态过程，具有不同相关性的多维随机变量联合概率随机模拟技术”对港口、航道不同使用期内、不同风险率的骤淤量和各种极端海况诱发因素进行了联合概率预测。

全文目录

第一章绪论  8-18
  1.1 前言  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-16
    1.2.1 海岸河口水动力泥沙数值模拟的研究方向  9-14
    1.2.2 随机微分方程  14-16
  1.3 本文的主要工作及意义  16-18
第二章河口、海岸波浪、潮流、泥沙数值模型  18-32
  2.1 粉沙质海岸  18-22
    2.1.1 粉沙质海岸泥沙运动型态  19-20
    2.1.2 粉沙质海岸泥沙运动特性  20-22
  2.2 波-流-泥沙数值模型介绍  22-31
    2.2.1 模型中潮流计算的控制方程  22-23
    2.2.2 模型中泥沙计算的控制方程  23-25
    2.2.3 控制方程的离散求解  25-31
  2.3 本章小结  31-32
第三章概率理论与随机数值模拟方法的应用  32-48
  3.1 不确定性和敏感性分析  32-41
    3.1.1 整体不确定性和整体敏感性概述  33-35
    3.1.2 不确定性和误差分析  35-39
    3.1.3 海洋结构外荷的不确定性分析  39-41
  3.2 随机数值模拟方法的应用  41-47
  3.3 本章小结  47-48
第四章泥沙骤淤量及年淤积量的概率分析  48-66
  4.1 波能统计法及其在淤积预测中的应用  49-58
    4.1.1 自然条件  49-50
    4.1.2 泥沙输移的有效波能  50-53
    4.1.3 各场大风骤淤量的概率预测  53-58
  4.2 多维联合概率法在骤淤研究中的应用  58-61
  4.3 不同重现期特大值的危险率分析  61-65
    4.3.1 航道总淤积量概率预测危险率分析  61-62
    4.3.2 资料长短对预测结果精度的影响  62-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章全文总结  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文  72

概率理论与随机数值模拟方法在海岸泥沙淤积预测中的应用

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