Resolving combined wave-current fields from measurements using interior point optimization
Resolving combined wave-current fields from measurements using interior point optimization
复制标题
使用内点优化从测量中解析组合波流场
DOI：
10.1016/j.coastaleng.2019.03.008
复制
发表时间：
2019
影响因子：
4.4
通讯作者：
Draycott S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Draycott S
复杂的波浪和波流条件存在于自然界中，并且越来越多地在先进的实验设施中进行模拟，以降低海上结构和可再生能源设备的部署，操作和维护的风险。这可以包括海洋涌浪、多方向风驱动的海洋以及与流场相互作用的反射波条件的组合。至关重要的是要了解这些潜在危险条件的全部性质，以便在数值模型中正确模拟它们，将现场测量和实验方案结合起来。本文提出了一种利用内点优化器从实测数据中分离出波系和平均流速的数值框架，并利用频域求解器从实测的波计观测数据中分离出共线海流上两个相对的波系，从而有效地分离出波系，并利用波计观测数据预测海流流速。考虑了35个测试用例，包括5个波谱与7个不同流速（-0.3m s-10.3m s-1）相互作用。理论和推导的波数和流速之间的比较显示出良好的一致性，并且该方法的性能与现有方法相似，同时不需要影响波场的流速的先验知识，尽管结果是针对共线问题提出的，但所提出的方法可以应用于广泛的波流组合，并为增加对海洋和实验条件的了解提供了有用的工具。
Complex wave and wave-current conditions exist in the natural world, and are increasingly emulated in advanced experimental facilities to de-risk the deployment, operation and maintenance of offshore structures and renewable energy devices. This can include combinations of ocean swell, multi-directional wind-driven seas, and reflected wave conditions interacting with a current field. It is vital to understand the full nature of these potentially hazardous conditions so they can be properly simulated in numerical models, to contextualize measurements made in field, and experimental programmes. Here, a numerical framework is presented for isolating both the wave systems and the mean current velocities from measured data using an interior point optimizer.A developed frequency domain solver is used to resolve, from experimentally obtained wave gauge measurements, two opposing wave systems on a collinear current, and used to effectively isolate the wave systems and predict the current velocity using only wave gauge measurements. Thirty five test cases are considered; consisting of five wave spectra interacting with seven different current velocities ranging from −0.3m s-10.3m s-1. Comparisons between the theoretical and derived wave numbers and current velocities show good agreement and the performance of the method is similar to that of existing methodologies while requiring no a priori knowledge of the current velocity impacting the wave field required.Although results are presented for the collinear problem, the presented method can be applied to a wide range of wave and current combinations, and provides a useful tool for increasing understanding of both ocean and experimental conditions.
登录
查看更多内容
第一个圆形流浪组合试验池的设计和调试
DOI：
10.1109/oceans-taipei.2014.6964577
发表时间：
2014
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Ingram D
通讯作者：
Ingram D
在水流和波浪组合池中生成 3D 流动
影响因子：
5
作者：
Robinson A
通讯作者：
Robinson A
DOI：
--
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. Draycott
通讯作者：
S. Draycott
DOI：
10.1002/9780470549124
发表时间：
2010-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Singiresu S. Rao
通讯作者：
Singiresu S. Rao
定向海洋应该是遍历的
DOI：
--
发表时间：
1987
期刊：
影响因子：
--
作者：
E. R. Jefferys
通讯作者：
E. R. Jefferys