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1 绪论1

1.1 研究背景、目的及意义1

1.2 文献综述3

1.2.1 小波变换在波浪分析中的研究概况3

1.2.2 波浪非线性特征的研究概况6

1.3 本书的主要研究工作及章节安排14

2 连续小波变换16

2.1 信号处理技术的发展16

2.1.1 傅里叶变换16

2.1.2 短时傅里叶变换17

2.1.3 小波变换18

2.2 连续小波变换的定义和性质19

2.2.1 基本定义19

2.2.2 连续小波变换的性质21

2.2.3 小波变换和傅里叶变换的比较21

2.3 基于小波变换的几个概念24

2.3.1 小波能谱24

2.3.2 全局小波能谱25

2.3.3 小波局部尺度平均波能25

2.3.4 小波脊25

2.3.5 小波互谱25

2.4 Morlet小波26

2.4.1 Morlet小波的定义26

2.4.2 小波分辨率27

2.4.3 Morlet 小波尺度与傅里叶频率之间的关系29

2.4.4 Morlet小波的解析性质30

2.5 小结32

3 基于小波变换的近岸波浪群性研究33

3.1 引言33

3.2 实验介绍34

3.2.1 实验设备34

3.2.2 波浪参数35

3.3 波群因数36

3.4 近岸波浪群性的变化41

3.5 小结44

4 小波二阶相关谱及其在近岸不规则波浪非线性特征分析中的应用研究45

4.1 引言45

4.2 二阶谱的定义和性质47

4.2.1 傅里叶二阶谱47

4.2.2 小波二阶谱48

4.2.3 二阶谱的对称性质49

4.2.4 傅里叶二阶相关谱与小波二阶相关谱的对比50

4.3 不规则波浪在曲线形潜堤上传播时的非线性特征研究52

4.3.1 背景介绍52

4.3.2 实验介绍53

4.3.3 实验结果55

4.4 小结65

5 基于小波变换的非线性瞬态聚焦波浪特性研究66

5.1 引言66

5.2 实验方法和装置68

5.2.1 聚焦波浪产生方法68

5.2.2 实验装置69

5.2.3 波浪参数70

5.3 实验结果讨论71

5.3.1 聚焦点处的波面71

5.3.2 聚焦过程中能量谱的演化过程73

5.3.3 聚焦点处各阶谐波的分离75

5.3.4 聚焦波浪的小波二阶相关谱和相位谱的演化过程78

5.3.5 非线性瞬态波浪力83

5.3.6 非线性瞬态波浪力的小波二阶相关谱89

5.4 小结91

6 基于小波变换的波浪在逆流中非线性调制演化研究93

6.1 引言93

6.2 实验布置94

6.2.1 实验装置94

6.2.2 流场测量96

6.2.3 波浪参数97

6.3 结果讨论99

6.3.1 谱峰频率沿水槽的变化99

6.3.2 静水和U＝－0.12m·s-1时波浪的波幅调制和频谱演化102

6.3.3 U＝-0.255m·s-1时波浪的波幅调制和频谱演化106

6.4 小结118

7 基于小波变换分离波浪场的时域方法120

7.1 引言120

7.2 自由波分离原理121

7.2.1 常水深情况121

7.2.2 变水深情况123

7.3 自由波的数值算例124

7.3.1 常水深情况下的算例125

7.3.2 变水深下情况的算例128

7.4 低频波浪的分离132

7.4.1 分离原理132

7.4.2 数值算例135

7.4.3 对实验数据的分析136

7.5 小结142

8 结论和展望144

8.1 本书的贡献144

8.2 进一步研究展望148

参考文献149

创新点摘要163

作者学术成果索引165

致谢169