一种用于海上风机设计的双峰波浪谱计算方法与流程

技术特征：
1.一种用于海上风机设计的双峰波浪谱计算方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、实测波浪数据的筛选；依据波面高度标准、跨零周期标准、波面变化率标准、频谱特征标准，对实测波浪数据进行筛选，同时满足这四个标准的数据段被认定为有效数据段；s2、通过welch法对所有有效数据段进行谱估计得到样本谱，从样本谱中筛选出双峰谱；s3、对步骤s2的双峰样本谱进行无因次化处理后并取平均，得到该测站双峰谱的无因次平均谱；s4、通过双jonswap组合，计算适合不同海域的混合浪双峰谱。2.如权利要求1所述的一种用于海上风机设计的双峰波浪谱计算方法，其特征在于，所述步骤s1中，波面高度标准为：在每个数据段内，首先对波面数据进行零均值化处理，然后计算处理后的波面数据的均方根，若这个数据段的任一时刻点的波面值大于均方根的4倍，则此点定为坏点，反之则为有效点；若一个数据段中坏点所占比例超过10％，则标记该数据段为不可用，反之则标记该数据段可用。3.如权利要求2所述的一种用于海上风机设计的双峰波浪谱计算方法，其特征在于，所述步骤s1中，跨零周期标准为：若一个数据段中存在波浪跨零周期大于25s，则标记该数据段不可用，反之则标记该数据段可用。4.如权利要求3所述的一种用于海上风机设计的双峰波浪谱计算方法，其特征在于，所述步骤s1中，波面变化率标准为：若波面瞬时变化率大于波面最大变化率，则此点定为坏点，反之则为有效点；在每个数据段内，若坏点数大于跨零点数的15％，则标记数据段为不可用，反之则标记该数据段可用。5.如权利要求4所述的一种用于海上风机设计的双峰波浪谱计算方法，其特征在于，所述步骤s1中，频谱特征标准为：在每个数据段内，若零频率的谱值s(0

)与谱峰值s(f
p
)满足s(0

)/s(f
p
)≤0.2，说明该数据段可用；若零频率的谱值s(0

)与谱峰值s(f
p
)达到s(0

)/s(f
p
)>0.2，说明该数据段有误，应标记该数据段不可用。6.如权利要求5所述的一种用于海上风机设计的双峰波浪谱计算方法，其特征在于，所述步骤s2中，双峰谱的判别标准为同时满足以下条件：(1)风浪为主，即高频谱峰值大于低频谱峰值；(2)高、低频谱峰值分别对应的高、低频之间的间隔大于0.05hz；(3)上述高、低频谱中谱峰值大的为主峰，谱峰值小的为次峰，则次峰的谱峰值需达到主峰谱峰值的30％及以上；(4)上述主、次峰之间有一谷值，该谷值需小于次峰谱峰值的2/3。7.如权利要求6所述的一种用于海上风机设计的双峰波浪谱计算方法，其特征在于，所述步骤s4中，混合浪双峰谱的计算公式为：s(μ)＝s1(μ) s2(μ)是无因次频率，f是频率，单位是hz,f
p
是谱峰频率，单位是hz，s1(μ)、s2(μ)分别代表低频分谱与高频分谱；采用双jonswap谱描述混合浪的双峰谱时，则具体公式为1、无因次形式：
其中f
p1
表示低频分谱的谱峰频率，f
p2
是高频分谱的谱峰频率；m
01
m
02
＝1，其中＝1，其中表示实测所得的双峰谱的无因次平均谱；γ
i
是谱峰升高因子，其中i＝1、2；其中i＝1、2；是无因次频率，f是频率，单位是hz，f
p
是谱峰频率，单位是hz；2、有因次形式：2、有因次形式：2、有因次形式：其中，α值表示步骤s2筛选出的实测双峰谱的谱面积m0与对应数据段的有效波高h
1/3
的关系，由m0与h
1/3
的线性回归分析得出；是谱峰周期；其中f
p1
表示低频分谱的谱峰频率，f
p2
是高频分谱的谱峰频率；γ
i
是谱峰升高因子，其中，其中，
m
01
m
02
＝1，＝1，表示实测所得的双峰谱的无因次平均谱；其中，f是频率，单位是hz，f
p
是谱峰频率，单位是hz。

技术总结
本发明涉及一种用于海上风机设计的双峰波浪谱计算方法，适用于海上风力发电领域。海浪通常以风浪和涌浪共存的混合浪形式存在，体现在波浪谱上就是双峰谱。针对常规波浪谱计算方法在双峰谱计算中精度差的问题，本发明通过实测波浪资料，提出了双峰型海浪谱的筛选标准、处理次峰离散现象的方法，通过不同波浪谱的组合给出双峰谱的计算方法。本发明的计算过程为：1、本发明通过实测波浪资料，提出了有效实测波浪数据的筛选标准、双峰型海浪谱的筛选标准；2、通过谱估计方法给出无因次样本谱及其平均化谱；3、通过不同谱的组合拟合出双峰谱的计算公式、特征波浪要素的计算方法。特征波浪要素的计算方法。特征波浪要素的计算方法。


技术研发人员：蔡丽 孙昭晨 赵建春 梁书秀 梁炳贤 刘荣 王文谦 向容瑶
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2022.08.29
技术公布日：2022/11/18