海岸动力学内容汇总
海岸动力学复习提纲
第一章1.▲按波浪形态可分为规则波和不规则波。
2.按波浪破碎与否波浪可分为：破碎波，未破碎波和破后波3.★根据波浪传播海域的水深分类：①h/L=0.5深水波与有限水深波界限②h/L=0.05有限水深波和浅水波的界限，0.5>h/L>0.05为有限水深；h/L≤0.05为浅水波。
4.波浪运动描述方法：欧拉法和拉格朗日法；描述理论：微幅波理论和斯托克斯理论5.微幅波理论的假设：①假设运动是缓慢的u远小于0，w远小于0②波动的振幅a远小于波长L或水深h，即H或a远小于L和h。
6.(1)基本参数：①空间尺度参数：波高H:波谷底至波峰顶的垂直距离；振幅a:波浪中心至波峰顶的垂直距离；波面η=η(x,t):波面至静水面的垂直位移；波长L:两个相邻波峰顶之间的水平距离；水深h:静水面至海底的垂直距离②时间尺度参数：波周期T：波浪推进一个波长所需的时间；波频率f：单位时间波动次数f=1/T；波速c：波浪传播速度c=L/T(2)复合参数：①波动角(圆)频率σ=2π/T②波数k=2π/L③波陡δ=H/L④相对水深h/L或kh7.(1)势波运动的控制方程（拉普拉斯方程）：(2)伯努利方程：8.定解条件（边界条件）：①在海底表面水质点垂直速度为零，②在波面z=η处，应满足两个边界条件：动力边界条件：自由水面水压力为0；运动边界条件：波面的上升速度与水质点上升速度相同。
自由水面运动边界条件：③波场上、下两端面边界条件：对于简单波动，常认为它在空间和时间上呈周期性。
9.①自由水面的波面曲线：η=cos(kx-σt)*H/2②弥散方程：σ2=gktanh(kh)③弥散方程推得的几个等价关系式：L=tanh(kh)*gT2/(2π),c=tanh(kh)*gT/(2π),c2=tanh(kh)*g/k10.★弥散（色散）现象：水深给定时，波周期愈长，波长愈长，波速愈大，这样使不同波长的波在传播过程中逐渐分离。
这种不同波长（或周期）的波以不同速度进行传播最后导致波的分散现象称为波的弥散（或色散）现象。
海岸动力学复习要点
第一章 概论1-3.海岸环境动力因素（风、波浪和潮流等）对海岸变形的影响是什么？1-4.海洋水平面升高对海岸变形会产生哪些影响？补充：典型沙质海岸和淤泥质海岸的剖面组成。
第二章 波浪理论2-1．建立线性波浪理论时，一般作了哪些假设？2-2.试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。
2-3微幅波理论的基本方程和定解条件，并说明其意义及求解方法。
2-4 线性波的势函数证明上式也可写为2-5由线性波的势函数[]()cosh ()sin()2cosh k h z Hg kx t kh ϕσσ+=-证明水质点轨迹速度，，并试述相位()kx t σ-=0-2π时自由表面处的质点轨迹速度变化曲线以及相位等于0，π/2，π，3π/2，2π时质点轨迹速度沿水深的分布规律。
2-7 证明微幅波情况下，只有水深无限深时，水质点运动轨迹才是圆。
（或：微幅波的质点运动轨迹在深水和浅水中的特点。
在微幅波理论中，如何区分深水波和浅水波。
）2-8 证明线性波单位水柱体内的平均势能和平均动能为[一个波长范围内，单宽波峰线长度]：2116gH ρ。
2-9在水深为20m 处，波高H =1m ，周期T =5s ，用线性波理论计算深度z =–2m 、–5m 、–10m 处水质点轨迹直径。
2-10在水深为10m 处，波高H =1m ，周期T =6s ，用线性波理论计算深度z=–2m 、–5m 、–10m 处水质点轨迹直径。
2-11在某水深处的海底设置压力式波高仪，测得周期T =5s ，最大压力2max 85250P N m =(包括静水压力，但不包括大气压力)，最小压力2min 76250P N m =，问当地水深、波高是多少?(海水w ρ=10253kg m )2-12 若波浪由深水正向传到岸边，深水波高0H =2m ，T =10s ，问传到1km 长的海岸上的波浪能量（以功率计）有多少？设波浪在传播中不损失能量。
(海水ρ=10253kg m )补充：微幅波波群的概念及其传播特征。
海岸动力学1-1-资料
水深h大于波长L的一半，或说kh＞π时，可认为 已处于深水情况。这时，波浪弥散方程可以化简为
2 gk
gT 2
L0 2
gT
c0 2
在深水情况下波长和波速与波周期有关，而与水深无关
2
当水深与波长相比很小时，kh0 tankhh )(kh
Kh=π/10
0.3042 tankhh )(kh0.3142
z
或记作 2 0
定解条件 1) 在海底表面，水质点垂直速度应为零，即
w zh 0
0, z
z= -h
2) 在波面z=η处，应满足两个边界条件. 动力边界条件: 由假设自由水面压力为常数并令p=0， 根据 伯诺里方程有,
t z1 2 x2 z2zg0
非线性波
2
沿正x方向以波速c向前传播的二维运动的自由振荡推进波， x轴位于静水面上，z轴竖直向上为正。波浪在xz平面内运动。
简单波理论假设： 流体是均质和不可压缩的； 流体是无粘性的理想流体； 自由水面的压力是均匀的且为常数； 水流运动是无旋的； 海底水平、不透水； 流体上的质量力仅为重力； 波浪属于平面运动，即在xz平面内作二维运动。
4、按波浪运动状态分类 振荡波 (推进波, 立波) 推移波
5、按波浪破碎与否分类 破碎波，未破碎波和破后波
此外根据波浪运动的运动学和动力学处理方法，还 可以把波浪分为微小振幅波(线性波)和有限振幅波(非 线性波)
二、波浪运动的描述方法和控制方程
1、波浪运动的描述方法
欧拉法:亦称局部法，它是以空间某一固定点为研究 对象，研究任一质点流过固定点的运动特性欧氏法研究 的是某一流场的变化，它能给出某一固定时刻空间各点 的速度大小和方向，亦即给出流线(Stream line)。
海岸动力学
海岸动力学复习资料第一章1.海岸带宽度按从海岸线向内陆扩展10KM,向外海延伸到-15~-20m 水深计算。
2.海岸类型：基岩海岸，砂质海岸，淤泥质海岸，生物海岸。
3.海岸的基本概念：海岸是海洋和陆地相互接触和相互作用的地带，包括遭受波浪为主的海水动力作用的广阔范围，即从波浪所能作用到的海底，向陆延伸至暴风浪所能到达的地带。
4.海岸动力因素：波浪的作用、 海岸波生流、潮流的作用、径流的作用、海流的作用、风暴潮和海啸、风的作用、海平面上升。
5.波浪是引起海岸变化的主要因素。
6.近岸波生流——波浪传至近岸地区发生变形、折射与破碎，不仅其尺度改变了，同时还形成的一定水体流.7.沿岸流——斜向入射的波浪进入海滨地带后，在破波带引起一股与海岸平行的平均流。
8.裂流流速很高，会带动强烈的向外海输移的泥沙运动。
9.潮流对海岸的作用：影响海岸带波浪的作用范围及作用强度；影响海岸带地貌类型的发育；潮流流速影响海岸带的侵蚀与淤积。
10.河流径流挟带着大量的泥沙在河口外扩散和沉积，是海岸淤涨的主要物质来源之一，导致在河口外发育着河口三角洲或三角港。
第二章1.风浪的大小取决于风速、风时和风距的大小。
由于风速风向复杂多变，风所引起的海浪在形式上也极为复杂，波形极不规则，传播方向变化不定，不可能用简单的确定性数学公式来描述，所以经常把风浪称为不规则波。
2.波浪的分类:1）按形态分类：规则波和不规则波2）按传播海域的水深分类：深水波、有限水深波、潜水波（深水波与有限水深波界限为h/L=1/2，潜水波与有限水深波界限为h/L=1/20）。
3）按运动状态分类：震荡波、推进波、推移波 4）按破碎与否分类：破碎波、未破碎波、破后波 5）按运动学和动力学的处理方法：微幅波和有限振幅波 3.波浪运动控制方程0x 2222=∂∂+∂∂zφφ 4.定解条件：1）海底表面设为固壁，因此水质点垂直速度为零。
0z=∂∂φz=-h2）在波面 z=η处，应满足动力学边界条件 运动学边界条件。
港口航道与海岸工程-海岸动力学：海岸动力学习题复习资料知识点总结
港⼝航道与海岸⼯程-海岸动⼒学：海岸动⼒学习题复习资料知识点总结⼀、填空题1.⼀列简单波浪进⼊浅⽔区后，在传播中随⽔深变化，其波速、波长、波⾼和波向都将发⽣变化，但是其波周期则始终保持不变，波浪这⼀性质为分析它从深⽔传播到浅⽔的变化提供⽅便2.近岸流包括向岸流、沿岸流和离岸流3.海岸可分为沙质海岸和淤泥质海岸4.拜落诺能量输沙型可表⽰为载沙量和流速的乘积5.近岸区泥沙运动按⽅向不同可分为横向运动和沿岸运动6.沿岸输沙率的波能流法把沿岸输沙和波功率沿岸分量联系起来7.以破波点为界，把⽔域分为近岸区和离岸区，近岸去进⼀步可以分为外滩、前滩、和后滩 8.波浪按形态可以分为规则波和不规则波9.描述简单波的理论主要有微幅波理论和斯托克斯波理论 10.⼀直波周期为5s ，其⽔深波长为38.99，波速为7.80⽶/秒 11.波谱)(σS 相当于波能密度相对于组成波频率的分布函数12.在海岬岬⾓处，波向线集中，这种现象称为辐聚，在海湾⾥，波向线分散，称为辐散 13.泥沙连续⽅程dzds s ss εω+中，s s ω为沉降率，dz ds s ε-表⽰紊动扩散引起的向上的泥沙通量，s ε为紊动扩散系数14.沿岸输沙是波浪和波导沿岸流共同作⽤引起的纵向泥沙运动，主要发⽣在破波内，其机理是波浪掀沙和沿岸流输沙15.辐射应⼒可定义为波浪运动引起的剩余动量留 16.⼀般将2L h =作为深⽔波和有限⽔深波的界限，将20L h =作为有限⽔深波和浅⽔波的界限 17.描述不规则波系的⽅法主要有特征波法和谱表⽰法18.⽅向谱是⼀种⼆维谱19.破碎波的类型主要有崩破波、卷破波和激散波20.在破波带外的浅⽔区，波⾼随⽔深减⼩⽽增⼤，因⽽辐射应⼒沿程增⼤，发⽣减⽔现象 21.泥沙活动参数Dg u M s m)(ρρρ-=，它表⽰促使泥沙起动的⼒和重⼒引起的稳定⼒之间的⽐值22.沿岸流量最⼤输沙率在破波线和沿岸流速最⼤值之间 23.沿岸沙坝和滩肩是沙质海岸的重要特性构造 24.卷破波是形成沿岸沙坝的主要原因25.海滩的⼀个重要特性就是它的动态变化特性名词解释：1. 波浪增减⽔：波动⽔⾯时均值与静⽔⾯偏离值2. 海滩平衡剖⾯：在⼀定条件下，海滩上任⼀点的泥沙均没有净位移，剖⾯形状维持不变的海滩形态。
港口航道与海岸工程-海岸动力学：海岸动力学 习题复习资料 知识点总结
一、填空题1.一列简单波浪进入浅水区后，在传播中随水深变化，其波速、波长、波高和波向都将发生变化，但是其波周期则始终保持不变，波浪这一性质为分析它从深水传播到浅水的变化提供方便2.近岸流包括向岸流、沿岸流和离岸流3.海岸可分为沙质海岸和淤泥质海岸4.拜落诺能量输沙型可表示为载沙量和流速的乘积5.近岸区泥沙运动按方向不同可分为横向运动和沿岸运动6.沿岸输沙率的波能流法把沿岸输沙和波功率沿岸分量联系起来7.以破波点为界，把水域分为近岸区和离岸区，近岸去进一步可以分为外滩、前滩、和后滩 8.波浪按形态可以分为规则波和不规则波9.描述简单波的理论主要有微幅波理论和斯托克斯波理论 10.一直波周期为5s ，其水深波长为38.99，波速为7.80米/秒 11.波谱)(σS 相当于波能密度相对于组成波频率的分布函数12.在海岬岬角处，波向线集中，这种现象称为辐聚，在海湾里，波向线分散，称为辐散 13.泥沙连续方程dzds s ss εω+中，s s ω为沉降率，dz ds s ε-表示紊动扩散引起的向上的泥沙通量，s ε为紊动扩散系数14.沿岸输沙是波浪和波导沿岸流共同作用引起的纵向泥沙运动，主要发生在破波内，其机理是波浪掀沙和沿岸流输沙15.辐射应力可定义为波浪运动引起的剩余动量留 16.一般将2L h =作为深水波和有限水深波的界限，将20L h =作为有限水深波和浅水波的界限 17.描述不规则波系的方法主要有特征波法和谱表示法18.方向谱是一种二维谱19.破碎波的类型主要有崩破波、卷破波和激散波20.在破波带外的浅水区，波高随水深减小而增大，因而辐射应力沿程增大，发生减水现象 21.泥沙活动参数Dg u M s m)(ρρρ-=，它表示促使泥沙起动的力和重力引起的稳定力之间的比值22.沿岸流量最大输沙率在破波线和沿岸流速最大值之间 23.沿岸沙坝和滩肩是沙质海岸的重要特性构造 24.卷破波是形成沿岸沙坝的主要原因25.海滩的一个重要特性就是它的动态变化特性名词解释：1. 波浪增减水：波动水面时均值与静水面偏离值2. 海滩平衡剖面：在一定条件下，海滩上任一点的泥沙均没有净位移，剖面形状维持不变的海滩形态。
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1.微幅波波能流:波浪在传播过程中存在能量传递，通过单宽波峰线长度的平均的能量传递率称为波能流。
2.驻波:当两个波波向相反，波高周期相等的行进波相遇时，形成驻波。
3.海岸:海岸是海洋和陆地相互接触相互作用的地带，包括遭受波浪为主的海水动力作用的广阔范围，即从波浪所能作用到的海底，向陆沿至波风浪所能到达的地带。
4.海岸侵蚀:指海水动力作用的冲击造成海岸线的海岸线的后退和海滩的下蚀。
5.海岸波生流:波浪传至近岸地区发生变形，不仅其尺度改变了，同时还形成一定水体——近岸波生流。
6.微幅波理论:为了把水波问题线性化，假设运动是缓慢的，波动的振幅远小于波长或水深。
7.漂流:净水平位移造成一种水平流动，称为漂移或质量输移。
8.波频谱:波能密度相对于组成波频率的分布函数。
9.浅水变形:波浪进入浅水区后，波高会产生变化，这种变化称为浅水变形。
浅水变形系数ks＝Hi／H0＝，波高H在有限水深范围内随水深减小而略有减小，进入浅水区后，则随水深增大而迅速增大。
10.波浪折射:随着水深变浅，如果波向与海底等深线斜交，波向将发生变化，即产生折射。
①折射波向线变化，斯奈尔定律:sinα／c＝sinα0／c0②折射引起波高变化，波浪折射系数kr＝根号(conαo／conαi)11.波浪绕射:波浪在传播过程中遇到障碍物如防波堤，岛屿或大型墩柱时，除可能在障碍物前产生波浪反射外，还将绕过障碍物继续传播，并在掩避区内发生波浪扩散，这是由于掩避区内波能横向传播所引起的。
绕射系数kd12.波浪破碎的原因:1.运动学原因:波峰处流体质点水平速度大于波峰移动速度;2.动力学原因:波峰处质点离心力大于重力加速度。
13.极限波陡:深水波浪的最大波高受波形能保持稳定的最大波陡所限制，达到极限波陡时，波浪就行将破碎。
14.破波角:破碎点处的波向线与岸线的外法线间的夹角称为破碎角。
15.破波带:波浪破碎点至岸边这一地带称为破波带。
16.辐聚辐散:在海岬岬角处，波向线将集中，这种现象称为辐聚，kr＞1，波高将因折射而增大。
海岸动力学复习要点
海岸动力学复习要点《海岸动力学》--复习要点第四版CQJTU1、海岸类型和海岸主要动力因素:按照岸滩的物质组成，海岸类型有(1)基岩海岸 (2)砂砾质海岸 (3)淤泥质海岸 (4)生物海岸(红树林海岸和珊瑚礁海岸) 主要动力因素有:波浪、潮汐及潮流、近岸流、台风、风暴潮、海啸、异重流;以及河流影响。
2、海岸线和海岸带的概念:海岸线是大潮平均高潮面与陆岸的交线。
海岸带是陆地与海洋相互作用、相互交界的一个地带，包括潮上带，潮间带，潮下带;潮间带指高潮时海岸线与低潮时海岸线之间的带状区域;潮上带是海岸线向陆扩展10km的区域;潮下带向海到-10m,-15m等深线。
1、波浪分类:按波浪形态分类，波浪可分为规则波和不规则波。
不规则波又称随机波。
按波浪传播海域的水深分类，波浪分为深水波、有限水深波和浅水波。
深水波时h/L?0.5浅水波时h/L?0.05(其中h为水深，L为波长),,,,akxtcos()2、谐振波波面表达式:波面表示为，则波长为，则波周期为，波速为Lk,2,T,2,,ck,,，传播方向为x方向。
3、描述规则波浪运动的理论:主要有微幅波理论、有限振幅Stokes波理论、椭圆余弦波理论，孤立波等。
4、势波理论:假定流体无粘无旋并且不可压缩，因而剪切应力为零，无摩阻损失，存在势函数，求解势波的控2制方程简化为;底部边界上，法向速度为零。
流速场和压力场可分开求解.求出速度势函数和流速场,,,,0后，由伯诺里方程求得压力场。
5(界面运动学边界条件:在流体界面上，不应有穿越界面的流动，否则界面就不能存在。
流体界面具有保持性，某一时刻位于界面上的流体质点将始终位于界面上，不能有相对法向位移，即界面上水质点运动法向速度等于界面运动法向速度。
6、线性波理论假定:波动的振幅相对于波长或水深是无限小的。
线性波水质点运动轨迹为一个封闭椭圆，其水平长半轴为a，垂直短半轴为b。
在水面处b,H/2，即为波浪的振幅，在水底处b,,，说明水质点沿水底只作水平运动。
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海岸动力学
第一章概论
1、海岸带宽度按从海岸线向内陆扩展10km，向外海延伸到-15~-20m水深计算。
2、海岸的类型：
按照岸滩的物质组成可以把海岸分作基岩海岸、沙质海岸、淤泥质海岸和生物海岸等类型。
基岩海岸，特征是：岸线曲折、湾岬相间；岸坡陡峭、滩沙狭窄。
此类海岸水深较大，掩蔽较好，基础牢固，可以选作兴建深水泊位的港址。
沙质海岸：岸线平顺，岸滩较窄，坡度较陡，常伴有沿岸沙坝、潮汐通道和泻湖。
此类海岸常是发展旅游、渔港的良好场所。
淤泥质海岸：此类海岸岸线平直，一般位于大河河口两侧，岸坡坦缓、潮滩发育好、宽而分带，潮流、波浪作用显著，以潮流作用为主；潮滩冲淤变化频繁，潮沟周期性摆动明显。
淤泥质海岸滩涂资源丰富，有利于发展海洋水产养殖、发展海涂圈围成为陆用于发展农业与盐业或畜牧业等其他产业。
生物海岸：包括红树立海岸和珊瑚礁海岸。
海岸的基本概念：海岸是海洋和陆地相互接触和相互作用的地带，包括遭受海浪为主的海水动力作用的广阔范围，即从波浪所能作用到的海底，向陆延至暴风浪所能达到的地带。
外滩：指破波点到低潮线之间的滩地。
离岸区：破波带外侧延伸到大陆架边缘的区域。
淤泥质海岸从陆到海由三部分组成：潮上带，位于平均大潮高潮位以上；潮间带，为平均大潮高潮位到平均大潮低潮位之间的海水活动地带；和潮下带，在平均大潮低潮位向海一侧。
海岸侵蚀：指海水动力的冲击造成海岸线的后退和海滩的下蚀。
引起海岸侵蚀的原因主要有两种：一是由于自然原因：如河流改道或入海泥沙减少、海面上升或地面沉降、海洋动力作用增强等；二是由于为人原因，如拦河坝的建造、滩涂围垦、大量开采海滩沙、珊瑚礁，滥伐红树林，以及不适当的海岸工程设施等。
常见的海岸动力因素主要有：
波浪的作用，波浪是引起海岸变化的主要原因；
海岸波生流：斜向入射的波浪进入海滨地带后，在破波带引起一股与岸线平行的平均流，即沿岸流。
波浪在传向海岸的过程中会导致海岸水域出现流体质量的汇聚，这包括波浪由离岸水域传入破波带伴随着质量输移流向海岸汇集；方向相对的沿岸流在交汇点产生流体质量汇聚。
这些汇聚的流体质量集中起来可能以裂流的形式向外海回流。
由波浪运动引起的质量传输、沿岸流、裂流以及裂流头处的水体扩散等水流流动，构成了水平的近岸环流系统。
潮流的作用：潮汐是在太阳和月球引力作用下发生的海面周期性涨落现象。
潮汐作用主要表现在两个方面：一是潮汐的涨落，使海面发生周期性的垂直运动；二是使海面水体产生水平方向整体运动形成潮流。
径流的作用，海流的作用风暴潮和海啸的作用、风的作用等。
第一章思考题：
1-3 海岸环境动力因素（风、波浪和潮流等）对海岸变形的影响是什么？
第二章波浪理论
第一节概述
一、波浪分类
规则波：在传播过程中波形规则，具有明显的波峰波谷，二维性质显著的波浪可以视为规则波。
离开风区后自由传播时候的涌浪接近于规则波不规则波：大洋中的风浪，波形杂乱，波高、波周期和波浪传播方向不定，空间上具有明显的三维性质，这种波成为不规则波或者随机波。
深水波、有限水深波、浅水波：一般按h/L=1/2作为划分深水波与有限水深波的界限，h/L=1/20作为划分有限水深和浅水波的界限。
振荡波：
推进波及驻波
推移波
二、波浪运动的描述方法和控制方程
用简谐波的形式来描述波动时候，波面余弦函数表示为：，其中k称为波数，表示长度上波动的个数。
圆频率
建立线性波理论时，为了简化起见一般作如下假定：1）流体时均质和不可压缩的，其密度为一常数；2）流体时无粘性的理想流体；3）自由水面的压力是均匀且为常数；4）水流运动是无旋的；5）海底水平、不透水；6）质量力仅为重力，表面张力和柯氏力可忽略不计；7）波浪属于平面运动，即在xz平面内作二维运动。
水质点运动速度：，
线性波理论的控制方程：，物理意义：流体是不可压缩流体，满足质量守恒原理，且流体运动是无旋有势运动。
边界条件：（1）海底处边界条件：P31 （2-10），物理意义：海底表面为固壁，水质点垂直速度为零。
（2）自由表面动力学边界条件：（2-11），物理意义：流体质量力仅为重力，满足能量守恒原理。
（3）自由表面运动学边界条件：（2-12），物理意义：流体界面具有保持性，界面上的流体质点始终位于界面上，自由水面流体质点运动无穿越。
（4）流场左右两端面的边界条件：（2-13），物理意义：流体运动在空间和时间上均呈周期性，为周期运动。
要精确解出二维波列的定解，将遇到两个困难：（1）自由水面边界条件是非线性的；（2）自由水面位移是未知的，即自由表面边界是不确定的。
第二节微幅波理论
一、微幅波控制方程和定解条件
公式2-18（a~e）及其物理意义。
二、微幅波理论解——微幅波势函数和色散方程
速度势函数表达式：
色散方程：
色散现象：当水深给定时，波的周期越长，波长亦越长，波速也将愈大，这样使得不同波长的波在传播过程中逐渐分离开来。
这种不同波长（或周期）的波以不同的速度进行传播最后导致波的分散现象称为波的色散现象。
色散方程还表明，波浪的传播还与水深有关，水深变化时，波长和波速也将随之变化。
变化一：确定波长：。