Stochastic wave modelling for inhomogeneous sea-states

非均匀海况的随机波建模

基本信息

  • 批准号:
    EP/V012770/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 21.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project aims to improve modern wave forecasts by developing a better understanding of the nonlinear interaction of random surface water waves. While the simplest mathematical models of waves are linear, and assume that waves of different frequencies do not interact, a more detailed understanding of the sea must take into account departures from linearity. In the deep waters of the open sea, where waves are generated by the action of the wind, the fundamental nonlinear energy exchange occurs between quartets of four waves.These energy exchanges, together wave-breaking and wind, are the main inputs into wave-forecasting models. Such models inform the surfer waiting for a big swell as well as the engineer planning offshore operations - by providing an accurate and timely forecast of wave conditions. Moreover, equations describing the evolution of the sea-state can be used to predict the likelihood of anomalously high rogue waves, which have been implicated in shipping accidents since antiquity. Current modelling relies on equations that assume waves to be uncorrelated - implying that the sea is spatially homogeneous. This classically results in an equation with a very long evolution time-scale, and excludes phenomena of physical and mathematical interest. This project is devoted to studying how correlation between wave modes impacts the evolution of wave fields, and to developing novel equations that can be implemented in wave forecasting systems.
该项目旨在通过更好地理解随机表面水波的非线性相互作用来改进现代波浪预报。虽然波浪最简单的数学模型是线性的,并且假设不同频率的波浪不相互作用,但对海洋更详细的了解必须考虑到线性的偏离。在公海的深水中,波浪是由风的作用产生的,基本的非线性能量交换发生在四个波浪的四重奏之间。这些能量交换,连同破浪和风,是海浪预报模型的主要输入。这些模型通过提供对海浪状况的准确和及时的预测,为等待大浪的冲浪者以及计划近海作业的工程师提供信息。此外,描述海况演变的方程可以用来预测异常高异常浪的可能性,这些异常浪自古以来就与航运事故有关。目前的模型依赖于假设波浪不相关的方程,这意味着海洋在空间上是均匀的。这通常会导致一个具有很长进化时间尺度的方程,并且排除了物理和数学现象。本项目致力于研究波浪模态之间的相关性如何影响波场的演化,并开发可在波浪预报系统中实现的新方程。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spatial deterministic wave forecasting for nonlinear sea-states
  • DOI:
    10.1063/5.0068866
  • 发表时间:
    2021-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Galvagno, M.;Eeltink, D.;Stuhlmeier, R.
  • 通讯作者:
    Stuhlmeier, R.
Freak waves caused by reflection
反射引起的怪异波
  • DOI:
    10.1016/j.coastaleng.2021.104004
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Andrade D
  • 通讯作者:
    Andrade D
Deterministic directional wave forecasting in deep water
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  • DOI:
    10.5194/egusphere-egu23-9740
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Meisner E
  • 通讯作者:
    Meisner E
Wave-by-wave forecasts in directional seas using nonlinear dispersion corrections
使用非线性色散校正的定向海洋中的逐波预报
  • DOI:
    10.1063/5.0149980
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Meisner E
  • 通讯作者:
    Meisner E
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  • DOI:
    10.1016/j.wavemoti.2022.103087
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Andrade D
  • 通讯作者:
    Andrade D
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  • 影响因子:
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    M. Kluczek;Raphael Stuhlmeier
  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    Raphael Stuhlmeier
  • 通讯作者:
    Raphael Stuhlmeier

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