[發明專利]一種新型非高斯隨機波浪模擬方法

在審

• 申請號: 202110652330.9
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113505470A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 宋憲倉;王樹青;杜君峰;郭遠志;陶偉;侯宇瑤;呂澤宇
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06F111/08;G06F111/10
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 趙明媚

1.一種新型非高斯隨機波浪模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、利用有效波高H_s和跨零周期T_z生成波浪譜，根據采樣定理對波浪譜進行離散，得到隨機波浪的幅值并生成[0，2π]范圍內相互獨立的隨機相位將波浪譜離散后的幅值和隨機相位進行結合生成超長時間序列高斯隨機波浪其中，t為時間變量，N為波浪譜離散的幅值數目，為頻譜ω_i頻應的波浪譜值，Δω_i為波浪頻率間隔，Δω_i為第i個波浪頻率；以目標非高斯隨機波浪的峰度值K_t和偏度值S_t作為初始輸入峰度值和偏度值，構建新型非線性幅值調制模型，并以此模型對超長時間序列的高斯隨機波浪進行一次性初始整體調制；

步驟S2、提取調制后隨機波浪的相位將其與波浪譜離散后的幅值進行結合，生成非高斯隨機波浪

步驟S3、評估新生成非高斯隨機波浪的峰度值K和偏度值S，并與目標峰度值K_t和偏度值S_t進行比較，計算兩者的差值ΔK和ΔS，當非高斯隨機波浪的峰度值K和偏度值S大于目標峰度值K_t和偏度值S_t時，則將目標峰度值和偏度值減去ΔK/2和ΔS/2作為輸入峰度值和偏度值構建新型非線性幅值調制模型，當非高斯隨機波浪的峰度值K和偏度值S小于目標峰度值K_t和偏度值S_t時，則將目標峰度值和偏度值加上ΔK/2和ΔS/2作為輸入峰度值和偏度值構建新型非線性幅值調制模型，利用新構建的新型非線性幅值調制模型對超長時間序列高斯隨機波浪進行再次整體調制；

步驟S4、重復步驟S2-S3，直到生成滿足要求的非高斯隨機波浪。

2.根據權利要求1所述的一種新型非高斯隨機波浪模擬方法，其特征在于，所述步驟S1中的新型非線性幅值調制模型如下：

步驟S11、當目標非高斯隨機波浪的峰度值大于3.0時，即目標非高斯波浪為超高斯隨機波浪時，以峰度值K和偏度值S為輸入參數的非線性幅值調制模型為其中μ為高斯隨機波浪η_g的均值，σ為高斯隨機波浪η_g的標準差，η_g為高斯隨機波浪波面高程；

步驟S22、當目標非高斯隨機波浪的峰度值小于3.0時，即目標非高斯波浪為亞高斯隨機波浪時，以峰度值K和偏度值S為輸入參數的非線性幅值調制模型為其中

3.根據權利要求1所述的一種新型非高斯隨機波浪模擬方法，其特征在于，所述步驟S1中的波浪譜為式中ω為波浪頻率，α為正則化系數，ω_p為譜峰頻率，γ為譜峰升高因子，σ為峰型系數。

4.根據權利要求1所述的一種新型非高斯隨機波浪模擬方法，其特征在于，所述步驟S1中，超長時間為：3小時，十幾萬數據點。