基于Copula函数的波浪周期-波高联合分布研究

doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2020-0766

太阳能学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (4): 375-379.DOI: 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2020-0766

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基于Copula函数的波浪周期-波高联合分布研究

宋春艳¹, 刘攀¹, 王远坤², 马惠群¹

1.山东电力工程咨询院有限公司,济南 250013;
2.南京大学地球科学与工程学院,南京 210046

收稿日期:2020-08-05 出版日期:2022-04-28 发布日期:2022-10-28
通讯作者: 宋春艳（1979—）,女,学士、高级工程师,主要从事总图运输及海上风电方面的研究。songchuyan@sdepci.com

JOINT DISTRIBUTION OF WAVE PERIOD AND HEIGHT BASED ON COPULA FUNCTION

Song Chunyan¹, Liu Pan¹, Wang Yuankun², Ma Huiqun¹

1. Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Co., Ltd., Ji’nan 250013, China;
2. School of Earth Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210046, China

Received:2020-08-05 Online:2022-04-28 Published:2022-10-28

摘要/Abstract

摘要： 为研究波浪谱峰周期和有效波高联合分布,采用Weibull分布拟合谱峰周期和有效波高的边缘累积分布,根据周年实测逐时序列值估计参数Kendall τ,利用Gumbel-Hougaard Copula函数构建有效波高和谱峰周期联合分布函数,并与实测序列值统计结果进行对比分析。结果表明,Copula方法可较好拟合谱峰周期和有效波高的联合分布,且为连续函数分布,可为设计进行疲劳计算提供更加详实的数据,也为研究二者相互关系提供一种新的思路。

关键词: 海上风电, Weibull分布, 最大似然法, Copula函数

Abstract: In order to study joint distribution of peak period and effective wave height, Weibull distribution is used to fit edge cumulative distribution of peak period and effective wave height. Kendall τ, Gumbel-hougaard copula function are used to construct joint distribution function of peak period and effective wave height. Statistical results are compared with measured sequence values. Results show that Copula function method can better fit joint distribution of wave period and height, and it is a continuous function distribution, which provides a more detailed basis for design of fatigue calculation, and also provides a new way to study relationship between them.

Key words: offshore wind power, Weibull distribution, maximum likelihood, Copula function

中图分类号:

P731.22

宋春艳, 刘攀, 王远坤, 马惠群. 基于Copula函数的波浪周期-波高联合分布研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(4): 375-379.

Song Chunyan, Liu Pan, Wang Yuankun, Ma Huiqun. JOINT DISTRIBUTION OF WAVE PERIOD AND HEIGHT BASED ON COPULA FUNCTION[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2022, 43(4): 375-379.

参考文献

[1] 陈小波, 李静, 陈健云.海上风电机组随机风浪荷载时程数值计算[J]. 太阳能学报, 2011, 32(3): 288-295.
CHEN X B, LI J, CHEN J Y.Numerical calculation of random wind and wave loads time history of offshore wind turbine[J]. Acta energiae solaris sinica, 2011, 32(3): 288-295.
[2] 赵俭斌, 席义博, 王振宇.海上风力机单桩基础疲劳损伤计算方法[J]. 浙江大学学报(工学版), 2019, 53(9): 1711-1719.
ZHAO J B, XI Y B, WANG Z Y.Fatigue damage calculation method of monopole supported offshore wind turbine[J]. Journal of Zhejiang University(engineering science), 2019, 53(9): 1711-1719.
[3] 李红涛, 李林斌.海上风力机支撑结构设计分析[J]. 海洋工程, 2011, 29(4): 74-80.
LI H T, LI L B.Design analysis for supports structure of offshore wind turbine[J]. The ocean engineering, 2011, 29(4): 74-80.
[4] 郄禄文, 张立丹, 蒋学炼.随机波浪联合分布概率模型[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2014, 34(3): 239-243.
QIE L W, ZHANG L D, JIANG X L.Joint probability distribution model of random waves[J]. Journal of Hebei University(natural science edition), 2014, 34(3): 239-243.
[5] 陈子燊, 刘曾美, 路剑飞, 等. 基于广义极值分布的设计波高推算[J]. 热带海洋学报, 2011, 30(3): 24-29.
CHEN Z S, LIU Z M, LU J F, et al. Calculation of design wave heights based on generalized extreme value distribution[J]. Journal of tropical oceanography, 2011, 30(3): 24-29.
[6] 陈子燊, 曹深西.基于Copula函数的波高与周期长期联合分布[J]. 海洋通报, 2012, 31(6): 630-635.
CHEN Z S, CAO S X.Long-term joint distribution of wave height and period based on copula functions[J]. Marine science bulletin, 2012, 31(6): 630-635.
[7] 陈子燊, 施伟勇, 路剑飞.波高周期联合分布四种重现水平对比分析[J]. 热带海洋学报, 2018, 37(4): 18-23.
CHEN Z S, SHI W Y, LU J F.Comparative analysis on four recurrence levels of joint distribution of wave height and period[J]. Journal of tropical oceanography, 2018, 37(4): 18-23.
[8] 陈子燊, 路剑飞, 于吉涛.基于非对称Archimedean Copula的三变量风浪重现水平分析[J]. 海洋通报, 2017, 36(6): 631-637.
CHEN Z S, LU J F, YU J T.Analysis on return levels of tri-variant stormy waves based on asymmetric archimedean copula function[J]. Marine science bulletin, 2017, 36(6): 631-637.
[9] 董胜, 翟金金, 陶山山.基于Archimedean Copula函数的风浪联合统计分析[J]. 中国海洋大学学报, 2014, 44(10): 134-141.
DONG S, ZHAI J J, TAO S S.Joint statistical analysis of winds and waves based on archimedean copula function[J]. Periodical of Ocean University of China, 2014, 44(10): 134-141.
[10] 董胜, 李静静.海洋平台环境设计参数的Plackett Copula分布估计[J]. 工程力学, 2015, 32(11): 251-256.
DONG S, LI J J.Marine environmental design parameter estimation with plackett copula distribution for ocean platform[J]. Engineering mechanics, 2015, 32(11): 251-256.
[11] SKLAR A.Fonctions de répartition an dimensions et leurs marges[M]. Paris: Public Institute Statistic University, 1959.
[12] MURRAT D.Modelling sample selection using archimedean copulas[J]. Econometrics journal, 2003(6): 99-123.
[13] 杨谋存, 聂宏.三参数Weibull分布参数的极大似然估计数值解法[J]. 南京航空航天大学学报, 2007, 39(1): 22-25.
YANG M C, NIE H.Advanced algorithm for maximum likelihood estimation of three parameter weibull distribution[J]. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, 2007, 39(1): 22-25.
[14] 李军, 胡非, 王丙兰, 等. 风速的Weibull分布参数[J]. 太阳能学报, 2012, 33(10): 1667-1671.
LI J, HU F, WANG B L, et al. Weibull parameters for wind speed[J]. Acta energiae solaris sinica, 2012, 33(10): 1667-1671.

[1]	刘宪庆, 赵明阶, 乐丛欢, 余葵, 罗盛. 静水及波浪中四筒型基础的动力及运动特性研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(9): 211-217.
[2]	石嫄嫄, 和庆冬, 吴衍剑, 杜君峰, 张敏. 基于多失效模式的海上浮式风电机组结构可靠性研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(9): 236-241.
[3]	姜军倪, 董霄峰, 王海军, 练继建. 海上风电结构横风向气动力阻尼特性研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(9): 267-272.
[4]	熊根, 王滨, 陆南辛, 夏露, 祝周杰. 基于改进Prony变换的时频分析方法及其在海上风电结构中的应用研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(9): 280-286.
[5]	李辉, 吴优, 谢翔杰, 李青和, 谭宏涛, 郑杰. 考虑控制链路延时的风电场经MMC-HVDC并网系统稳定性分析及提升策略[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 323-333.
[6]	刘颖明, 陈亮, 王晓东, 谢洪放. 数据驱动的风电机组偏航参数适应性优化[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 366-372.
[7]	黄玲玲, 李锁, 符杨, 王振帅. 基于风电机组状态的超短期海上风电功率预测[J]. 太阳能学报, 2022, 43(8): 391-398.
[8]	谢双义, 何娇, 张成林, 金鑫. 风浪激励下的海上风力机振动控制[J]. 太阳能学报, 2022, 43(7): 270-275.
[9]	朱剑锋, 杨浩, 徐日庆, 潘斌杰, 饶春义. 硫氧镁水泥固化沿海风电场滩涂软土加固机理及微观特性分析[J]. 太阳能学报, 2022, 43(7): 276-283.
[10]	王海军, 刘伟, 闫晓荣, 练继建. 海上风电单筒多舱筒型基础筒体屈曲特性研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(7): 402-408.
[11]	李威, 周文杰. 一种可以描述桩端位移累积的新型Q-z模型[J]. 太阳能学报, 2022, 43(6): 219-225.
[12]	孙震洲, 陈杰峰, 崔莹, 卢洪超. 海上升压站Laplace域振动响应预报方法研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(5): 270-277.
[13]	闵巧玲, 贾沼霖, 逯鹏, 赵书华. 新型工艺下的海上风电导管架基础水动力数值仿真与风险分析[J]. 太阳能学报, 2022, 43(4): 366-374.
[14]	沈侃敏, 王宽君, 单治钢, 俞剑, 王滨. 吸力式桶形基础负压安装的渗流侵蚀过程研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(4): 380-386.
[15]	任兴月, 熊芳杰, 谢卓衡, 李兵. 海洋结构物波致运动引起海床响应的试验研究[J]. 太阳能学报, 2022, 43(3): 87-94.

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