基于波谱理论的海浪几何建模方法

摘要

从作战仿真中海浪图形渲染与数值仿真需求出发,为了获得与作战海区海况相吻合的海浪,阐述了基于海浪谱的海浪建模方法,即几何造型、波谱选择、离散与采样及海浪合成.为了更为真实的描述风作用下的海浪外形,采用改进的Gerstner模型,通过大量叠加多个改进的Gerstner单元波,可以获得较为真实波动特性.对于单元波参数的获取,可以根据不同海况仿真需求,选择不同的特征参数的波谱,并论述了频谱和方向谱的多种离散与采样方法.单元波参数获取后,需要将多个单元波叠加合成海浪,推导了一个易于实现的快速傅立叶变换模型.仿真实验表明,本方法是可行有效的.