随机波浪力连续场的降维模拟

来源：水利水运工程学报杂志 2020年第5期北京时间：

作者：吕康玄,刘章军

摘要：根据水质点的水平速度和加速度过程的功率谱密度，利用线性化的Morison方程，从平稳随机过程自相关函数的角度推导了随机波浪力的功率谱密度函数。在平稳随机过程的源谱表达基础上，通过将标准正交随机变量集定义为仅含1个基本随机变量的正交函数形式，实现了随机波浪力连续场的降维模拟。同时，结合快速傅里叶变换（FFT）技术，给出了随机波浪力连续场降维模拟的快速算法。应用该方法对某一单个小尺度直立圆柱桩所受的随机波浪力进行模拟，给出了随机波浪力过程的均值、标准差、自相关函数及互相关函数等数值特征，并与Monte Carlo方法的结果进行对比分析。研究表明，降维模拟方法具有较高的模拟精度与效率。

关键词：随机波浪力, 线性化Morison方程, 源谱表达, 降维模拟, 快速傅里叶变换(FFT)