Bretschneider-光易による海の波の再現アニメ

 海の波は正弦波のような規則的なものではなく、様々な周波数(周期)の成分が入り交じったものと考えられる。このような波の不規則性は波のスペクトルによって表わされる。
 海岸・港湾の設計に際して不規則波を用いるとき、我が国では以下に示すブレットシュナイダーのスペクトル関数および光易の方向関数が用いられることが多い。

  S(f,θ)=S(f)G(f;θ)          (1)
  S(f)=0.257H1/321/3(T1/3f)-5exp[-1.03(T1/3f)-4]   (2)
  G(f;θ)=G0 cos2S(θ/2)      (3)

ここに
  f :成分波の周波数
  θ :成分波の波向の主波向からの偏角
  H1/3 :有義波高
  T1/3 :有義波周期
       θmax
  G0 =[∫ cos2S(θ/2)dθ]-1   (4)
       θmin
  S = Smax・(f/fp5  : f≦fp
     Smax・(f/fp-2.5 : f≧fp        (5)
  fp =1/(1.05T1/3)      (6)

 Smaxは方向集中度パラメータと呼ばれ、通常は以下の値を取るものとされる。
  風波                         : Smax=10
  減衰距離の短いうねり(波形勾配が比較的大): Smax=25     (7)
  減衰距離の長いうねり(波形勾配が小)    : Smax=75

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