二阶波浪轨道速度的非高斯特性

采用随机二阶波浪模型评估水面下随机海况中波浪轨道速度的统计特性。借助蒙特卡洛方法研究了方向扩散效应以及水深的依赖性。与表面高程不同，次谐波主导了轨道速度的第二阶贡献。我们表明，对于能量最高和最陡的波群会出现显著的水位下降。这在轨道速度的时间演化中产生了负偏度。注意到概率密度函数的上下尾相对于高斯分布存在显著偏离，与线性理论预测相比，波谷下方速度更快而波峰下方速度更慢。第二阶非线性效应随水深减小而增强，随波谱变宽而减弱。结果由实验室数据证实。相应的实验在大波流水池中开展，并考虑了波场的方向性。如前所示，实验室数据与数值预测非常吻合。