河海大学海岸动力学实验报告
海岸动力学大作业
《海岸动力学》课程考核作业2018年—2019年度第二学期年级：班级：学生姓名：学号：教师姓名：成绩：注意事项1.答题必须写清题号；2.字迹要清楚保持卷面清洁；第二部分：数值计算一、椭圆余弦波的波长计算1.1椭圆余弦波clc;clearH=1;h=3;g=9.8;for k=0:0.000001:1[K,E]=ellipke(k);T=4*h*k*K/sqrt(3*g*H*(1+H/h*(1/k^2-0.5-1.5*E/(k^2*K))));if T>14.992&&T<15.001TkL=sqrt(16*h^3/3*H)*k*Kendend结果为：T = 14.9938s；k = 0.3177；L = 6.5741m1.2微幅波理论clc;clear;g=9.8;t=15;h=3;f = @(l) l-g*t^2/(2*pi)*tanh(2*pi*h/l);fplot(f,[0 100]);xlabel('l');ylabel('f(l)');x = fzero(f,[0 100])结果为：L = 80.6039 m1.3总结在浅水情况下，使用Airy波理论，会产生很大的误差（1120%），此时应该使用非线性波理论。
二、波浪斜向入射近岸浅水变形波高数值计算2.1层流边界层function dy=cl(x,y)h0=2.81;m=0.05;g=9.8;v=0.000001;t=6;b=2*pi/t;a0=45;c0=g*t/(2*pi);dy=-(v*b)^(1/2)*y/(2*2^(0.5)*g.^(0.5)*(h0-m*x)^(1.5)*(1-(sin(a0)/c0)^(2)*g*(h0-m*x))^(0.5))-0.25*m*y*((sin(a0)/c0)^(2)*(h0-m.*x)-1)*(h0-m.*x)*(1-(sin(a0)/c0)^(2)*g*(h0-m*x)).^(-1);;clc;clear;[x,y]=ode45(@cl,[0,35],1)plot(x,y,'-b')绘出图像为：图1 层流边界层2.2紊流边界层function dy=wl(x,y)h0=2.81;m=0.05;g=9.8;t=6;a0=45;c0=g*t/(2*pi);fw=0.0093;dy=-fw*y^2/(3*pi*(h0-m*x)^(2)*(1-(sin(a0)/c0)^(2)*g*(h0-m*x))^(0.5))-0.25*y*m*(g*(sin(a0)/c0)^(2)*(1-(sin(a0)/c0)^(2)*g*(h0-m*t))^(-1)-(h0-m*x)^(-1));endclc;clear;[x,y]=ode45(@wl,[0,35],1)plot(x,y,'-b')xlabel('与初始点距离/m');ylabel('波高/m');绘出图像为：图2 紊流边界层2.3结论经比较可以看出，紊流情况下波高增量比层流情况小，这说明，紊流情况下波能的衰减较层流情况下更加强烈；波高增加的趋势基本一致。
力学实验报告 河海
力学实验报告河海力学实验报告河海引言：力学是物理学的一个重要分支，研究物体运动和相互作用的规律。
为了更深入地理解力学的基本原理和实验方法，我们进行了一系列力学实验。
本报告将详细介绍我们在实验中所使用的装置和仪器，以及实验的目的、方法、结果和分析。
实验目的：本次实验的主要目的是通过测量和分析河流中水流对物体的力的作用，探究力学的基本原理和应用。
具体而言，我们将测量河流中水流对不同大小、形状和材质物体的水力作用力，并分析物体在水中的浮力和阻力。
实验装置和仪器：我们使用了一台水槽和一组不同形状和材质的物体，如球体、长方体和圆柱体。
水槽的尺寸为2米×1米×0.5米，装有一定量的水。
我们还使用了一台电子天平、一组测力计和一支游标卡尺，用于测量物体的质量、水力作用力和物体的尺寸。
实验方法：1. 首先，我们在水槽中放置一个物体，并使用电子天平测量其质量。
2. 然后，我们使用游标卡尺测量物体的尺寸，包括直径、长度和宽度。
3. 接下来，我们使用测力计测量水流对物体的水力作用力。
我们将测力计固定在水槽的一侧，并将其连接到物体上，使其受到水流的冲击。
4. 在每次实验中，我们记录测力计的读数，并根据物体的尺寸和质量计算出水流对物体的水力作用力。
5. 最后，我们重复以上步骤，使用不同形状和材质的物体进行实验，并记录数据。
实验结果和分析：通过实验，我们得到了一系列数据，并进行了详细的分析。
我们发现，不同形状和材质的物体在水中受到的水力作用力有所不同。
球体受到的水力作用力最小，而长方体和圆柱体受到的水力作用力较大。
这是因为球体的表面积相对较小，水流对其冲击较弱，而长方体和圆柱体的表面积较大，水流对其冲击较强。
此外，我们还发现物体在水中受到的浮力与其体积有关。
根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于其排开的液体的重量。
因此，体积较大的物体受到的浮力也较大。
我们还研究了物体在水中受到的阻力。
通过测量不同速度下物体受到的水力作用力，我们发现阻力与物体的速度成正比。
河海大学海岸动力学复习(重点)
2.3.9 由线性波势函数证明水质点的轨迹速度 ............................................. 7 2.3.10 【作业题】证明只有水深无限深时，水质点运动轨迹才是圆。 ... 7 2.3.11 弥散关系（色散方程） ： ..................................................................... 9 2.3.12 【定义】波的色散现象 ....................................................................... 9 2.3.13 波的色散现象表明了： ....................................................................... 9
2.3.8 【作业题】线性波的势函数为
gH coshk h z sin kx t 2 cosh kh ，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
证明上式也可写成
Hc coshk h z sin kx t 2 sinh kh .......................................... 6
海岸动力学（河海大学港航 14 级宇宙无敌超级可爱的昱婷宝宝整理）
目录
第 1 章 绪论 ................................................................................................................. 1 第 2 章 波浪理论 ......................................................................................................... 1 2.1 波浪分类 ........................................................................................................ 1 2.1.1 【分类】波浪 ......................................................................................... 1 2.1.2 【基本参数】波浪 ................................................................................. 1 2.1.3 波浪非线性程度的三个特征比值： ..................................................... 2 2.1.4 【描述方法】波动 ................................................................................. 2 2.2 波浪运动方程 ................................................................................................ 2 2.2.1 假设： ..................................................................................................... 2 2.2.2 控制方程： ............................................................................................. 3 2.2.3 边界条件 ................................................................................................. 3 2.2.4 【物理含义】自由表面动力学边界条件： ......................................... 3 2.2.5 关于求解的讨论： ................................................................................. 3 2.3 线性波理论（微幅波理论） ........................................................................ 4 2.3.1 假设（微幅波理论的意义） ： ............................................................... 4 2.3.2 【定义】线性化：小参数摄动法 ......................................................... 4 2.3.3 【过程】线性化的方程 ......................................................................... 4 2.3.4 【结果】线性化 ..................................................................................... 5 2.3.5 【求解结果】微幅波理论 ..................................................................... 5 2.3.6 【作业题】试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。 .................................................................................................................................... 5 2.3.7 【作业题】试写出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。........................................................................................................ 6
河海大学考博海岸动力学复习知识点知识讲解
河海大学考博海岸动力学复习知识点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. 海岸的根本概念：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. 近岸波生流一一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. 沿岸流一一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，波形极不规那么，传播方向变化不定，不可能用简单确实定性数学公式来描述，所以经常把风浪称为不规那么波。
2. 波浪的分类：1〕按形态分类：规那么波和不规那么波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222204. 定解条件：1〕海底外表设为固壁，因此水质点垂直速度为零。
——0 z=-hz2〕在波面z=处，应满足动力学边界条件运动学边界条件。
力学实验报告 河海
力学实验报告河海
《力学实验报告河海》
实验目的：
本实验旨在通过对河流力学的研究，探讨水流对河道形态的影响，并分析水流
对土壤侵蚀和河床变迁的作用。
实验原理：
水流对河道形态的影响主要是通过水流的流速、流量和水流的作用力来实现的。
水流的流速和流量决定了水流的冲刷能力，而水流的作用力则会对河道的土壤
侵蚀和河床的变迁产生影响。
实验步骤：
1. 准备实验材料：水槽、模拟土壤样品、测量工具等。
2. 在水槽中模拟河道形态，并放置模拟土壤样品。
3. 调节水流的流速和流量，并记录下水流对模拟土壤样品的冲刷情况。
4. 观察水流对河床的变迁情况，并记录下河床的形态变化。
实验结果：
经过实验观察和数据记录，发现水流的流速和流量对土壤侵蚀和河床变迁有着
明显的影响。
较大的流速和流量会导致土壤的快速侵蚀，同时也会加剧河床的
变迁，使河道形态发生改变。
实验结论：
通过本实验的研究发现，水流对河道形态的影响是一个复杂的过程，需要综合
考虑水流的流速、流量和作用力等因素。
在实际工程中，应该根据具体的河流
情况来合理调节水流，以保护河道形态的稳定和减少土壤侵蚀，从而实现河流
生态环境的可持续发展。
总结：
本实验通过对河流力学的研究，深入探讨了水流对河道形态的影响，为进一步研究河流生态环境提供了重要的参考和指导。
希望通过这样的实验研究，能够更好地保护和利用河流资源，促进河流生态环境的可持续发展。
河海大学海岸动力学海岸建筑物
The purposes of the construction can be
stabilize or to expand a segment of the beach, 稳固或扩大海滩部分 to protect the coastline in the lee of the structure from wave-induced damage, 保护海岸线免受波 浪的损坏
Fig. 8.4.1 shows the shoreline response to a groin exposed to waves arriving from the dominant direction shown.
FIGURE 8.4.1 Shore response to placement of a shoreperpendicular structure
Groins trap materials moving parallel to the shore to maintain a sand beach. They extend from a point landward of possible shoreline recession into the water a sufficient distance to stabilize the shoreline.
Jetties constructed at the entrance to a harbor may have similar effect to the shoreline shown in Fig. 8.4.1. Accretion occurs updrift at a rate proportional to the longshore transport rate, and erosion occurs downdrift at about the same rate.
海岸动力学实验指示书
高等学校实验教材海岸动力学》实验指示书重庆交通大学河海学院二00 六年十二月目录、八、- 丄前言................................................................. 1..实验一波浪三要素测试实验............................................. 2..实验二波浪传质速度实验............................................... 7..实验三波浪传播浅水变形实验....................................................................... 1.. 0实验四波浪作用下的泥沙运动实验....................................................................... 1.. 4实验五不规则波谱分析实验....................................................................... 1.. 8实验六岸滩演变演示实验....................................................................... 2.. 1实验七波浪与水流相互作用特性实验....................................................................... 2.. 4参考文献....................................................................... 2..8..本《海岸动力学》实验教材适用于港口、航道及海岸工程专业本科生、研究生使用，也可供相关专业科研试验参考。
河海大学海岸动力学试卷海岸答案
二、1、波速，相速度或速度是一个特定的相在介质中移动的速率或水中波峰移动的速率。
它可以通过波长比周期进行计算。
2、深水——水深大于波长的一半，即2L h >，波的相速度很难被水深影响。
深水情况适用于很多由于海上的风在海面引起的风浪；有限水深——水深202L L h << 浅水——20L h < 3、深水区的波浪外形是波长长且波高小的。
当波浪进入浅水区，传播速度和波长减小，波浪变得陡峭，波高增加直到波列由被平缓的波谷分隔的尖的波峰组成。
（上一句有点拗口。
）我觉得后面的没用，不翻译了。
4、间接作用的波浪趋势和近岸的水深测量对沿岸流有影响。
？当波浪以某一角度破碎时，波浪破碎的动量形成了和破碎波前进方向一致的近岸流和段波。
成堆的波浪形成了在破波带内和海岸平行的沿岸流。
沿岸流会顺着海岸在碎浪区和海岸间流动。
当波浪很高而且波浪接近海岸的角度是垂直的时候，沿岸流是最强的。
沿岸流的最大速度一般是在波浪表面接近破波点的位置出现。
3、波浪破碎类型有三种：崩破波、卷破波和激破波。
这个不如书上的详细P78崩破波：波浪首先在波峰顶端出现白色浪花，随着波浪向前传播，波峰顶部浪花不断产生，直至海岸附近。
（波陡大，水底坡度小时发生）卷破波：波峰的前沿面首先变得陡立，然后卷曲成舌状，舌状波峰逐渐向下翻卷，最后投入水中，发生破碎，并伴随着空气的卷入。
（波陡中等，水底坡度中等）激破波：波峰前后逐渐变得非常不对称，之后在波峰前沿根部开始出现破碎，随后波峰前面大部分呈非常杂乱的破碎状态，并沿斜坡上爬。
（波陡小，水底坡度较大）影响因素：深水波陡和海岸坡度4、不考虑侧向混合时，沿岸流速呈三角形分布，在破波线处，沿岸流速最大，而在破波点外，没有沿岸流，因而在破波点流速分布不连续。
考虑侧向混合时，由于侧向紊动动量交换，促使破波带内沿岸流动量向带外扩散，发生流速再分布。
沿岸流速分布趋于平坦，最大流速向岸线靠拢，且破波带外流速增强。
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海岸动力学实验报告专业年级：姓名：学号：二〇一二年五月中国南京目录实验一：波浪数据采集与波高统计实验 (3)一、实验目的 (3)二、实验要求 (3)三、实验过程 (3)四、结果分析 (4)五、实验结论 (8)实验二：波压力测量实验 (9)一、实验目的 (9)二、实验要求 (9)三、实验水文要素 (10)四、实验仪器 (10)五、实验过程 (10)六、结果分析 (11)七、实验结论 (13)实验一：波浪数据采集与波高统计实验一、试验目的了解波浪中规则波及不规则波的区别，波浪模型的一般方法，规则波波高、周期、不规则波高的统计方法。
二、试验要求试验采用规则波及不规则波进行。
1、规则波及不规则波的测量。
2、规则波及不规则波特征值的统计。
3、试验报告的编写，要求报告能准确的反映试验目的、方法、过程及结论。
三、试验过程试验中共设置四根波高传感器，四个同学为一组，每人采用其中一根传感器的数据计算波高，规则波采样时间为20s，不规则波采样时间为80s左右。
规则波试验结果主要统计平均波高。
波峰减波谷即为波高，将采集到的所有波高进行算术平均，得到规则波的平均波高。
不规则波试验结果主要统计有效波高。
波峰减波谷即为波高，将采集到的所有波高进行排序，取前1/3大波进行算术平均，得到不规则波的有效波高。
四、结果分析：本次实验使用fortran90语言编写计算程序。
程序截图（作为运行结果，右为部分算法）具体代码：PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER::I=0,I1=0,K=2000,J=0,NUM_MAX=0,NUM=0 !考虑K行REAL::MAX=0,MIN=0,SUM_MAX=0,TREAL,DIMENSION(4,2000)::DA TA=0 !ASSUMING THA T K=100; DA TA(I,J)对应为第I 个变量的第J个数据，即数据文件中第J行第I列。
数据共2000行INTEGER,DIMENSION(100)::ZERO_POINT=0 !ASSUMING THA T K=100REAL,DIMENSION(4,100)::HEIGHT=0REAL,DIMENSION(4)::SUM_HEIGHT=0OPEN(10,FILE='2A0407_8001.TXT')READ(10,*) DA TACLOSE(10)DO NUM=1,4SUM_MAX=0;ZERO_POINT=0;J=0DO I=1,K-1IF(DA TA(NUM,I)<1E-8) THENIF(DA TA(NUM,I+1)>0) THEN !采用上跨零点法，DA TA(3,I)对应零点前最末负值，DA TA(3,I+1)对应零点后首个正值J=J+1ZERO_POINT(J)=IIF(J>1) THENMAX=0;MIN=0DO I1=ZERO_POINT(J-1)+1,ZERO_POINT(J)IF(DA TA(NUM,I1)>MAX) MAX=DA TA(NUM,I1) !找到波峰点IF(DA TA(NUM,I1)<MIN) MIN=DA TA(NUM,I1) !找到波谷点ENDDOSUM_MAX=SUM_MAX+MAX! NUM_MAX=NUM_MAX+1HEIGHT(NUM,J-1)=MAX-MINENDIFELSEIF(DA TA(NUM,I+1)>1E-8)THEN !对于恰好是零点的情况，考虑DA TA(NUM,I)*DA TA(NUM,I+1)>0，重复上一个IF的循环J=J+1ZERO_POINT(J)=I+1IF(J>1) THENMAX=0;MIN=0DO I1=ZERO_POINT(J-1)+1,ZERO_POINT(J)IF(DA TA(NUM,I1)>MAX) MAX=DA TA(NUM,I1) !找到波峰点IF(DA TA(NUM,I1)<MIN) MIN=DA TA(NUM,I1) !找到波谷点ENDDOSUM_MAX=SUM_MAX+MAX! NUM_MAX=NUM_MAX+1HEIGHT(NUM,J-1)=MAX-MINENDIFENDIFENDIFENDDOPRINT*,"上跨零点位置",ZERO_POINT(1:J)ENDDODO I=1,4PRINT*,I+5,"通道下波高",HEIGHT(I,1:J-1)ENDDO! 下面为求1/3大波波高DO NUM=1,4DO I1=1,J-2DO I=2,J-1IF(HEIGHT(NUM,I)>HEIGHT(NUM,I-1)) THENT=HEIGHT(NUM,I);HEIGHT(NUM,I)=HEIGHT(NUM,I-1);HEIGHT(NUM,I-1)=TENDIFENDDOENDDOPRINT*,"***",HEIGHT(NUM,1:J-1)ENDDOT=0DO NUM=6,9SUM_HEIGHT(NUM)=0DO I=1,(J-1)/3SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)+HEIGHT(NUM,I) ENDDOSUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)/4PRINT*,NUM,"通道下1/3大波波高为",SUM_HEIGHT(NUM)SUM_HEIGHT(NUM)=0DO I=1,J-1SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)+HEIGHT(NUM,I) ENDDOSUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)/(J-1)PRINT*,NUM,"通道下平均波高为",SUM_HEIGHT(NUM)ENDDOEND规则波运行结果如下：上跨零点位置87 268 452 632 820 997 1174 1356 1545 1739 1923 上跨零点位置128 315 492 675 860 1040 1219 1402 1590 1783 1964 上跨零点位置20 200 386 567 748 932 1114 1290 1472 1659 1850 上跨零点位置91 272 456 634 813 1000 1181 1352 1535 1726 1918 6通道下波高16.79700 15.64300 13.9570014.92000 14.43900 13.78000 15.71900 15.6560014.36300 13.742007通道下波高18.20100 17.81800 18.5330019.15900 18.36600 18.81400 20.55100 20.0530019.60600 18.533008通道下波高17.60600 18.59400 17.9230017.59200 17.86900 17.17100 16.68400 16.6830017.38200 17.395009通道下波高15.83000 15.94900 14.9880014.33100 15.31800 13.90900 14.10700 15.2520016.16000 15.63300*** 16.79700 15.71900 15.65600 15.64300 14.9200014.43900 14.36300 13.95700 13.78000 13.74200*** 20.55100 20.05300 19.60600 19.15900 18.8140018.53300 18.53300 18.36600 18.20100 17.81800*** 18.59400 17.92300 17.86900 17.60600 17.5920017.39500 17.38200 17.17100 16.68400 16.68300*** 16.16000 15.94900 15.83000 15.63300 15.3180015.25200 14.98800 14.33100 14.10700 13.909006通道下1/3大波波高为14.704506通道下平均波高为16.908307通道下1/3大波波高为13.349507通道下平均波高为15.630508通道下1/3大波波高为11.853008通道下平均波高为13.531709通道下1/3大波波高为11.554759通道下平均波高为11.65000不规则波运行结果如下：上跨零点位置 1 196 407 558 759 931 1117 1177 1335 1487 16221723 1885上跨零点位置65 236 438 619 818 969 1180 1263 1394 1556 16881796 1936上跨零点位置95 274 496 699 883 1048 1260 1360 1476 1618 17721869 1999上跨零点位置167 358 559 767 946 1120 1331 1548 1693 1864 1944 6通道下波高11.02800 18.11500 23.1860012.95600 19.83900 10.99100 1.876000 8.2400007.999000 7.8340007通道下波高14.79100 15.91400 18.7500011.89200 19.65700 10.30800 3.563000 7.03700010.05200 6.2200008通道下波高14.70700 15.66900 13.7190018.17300 19.49000 10.80600 5.720000 6.0100009.698999 7.4060009通道下波高11.35600 17.01500 15.4750018.95000 16.80400 12.17200 7.882000 11.080005.237000 3.395000*** 23.18600 19.83900 18.11500 12.95600 11.0280010.99100 8.240000 7.999000 7.834000 1.876000*** 19.65700 18.75000 15.91400 14.79100 11.8920010.30800 10.05200 7.037000 6.220000 3.563000*** 19.49000 18.17300 15.66900 14.70700 13.7190010.80600 9.698999 7.406000 6.010000 5.720000*** 18.95000 17.01500 16.80400 15.47500 12.1720011.35600 11.08000 7.882000 5.237000 3.3950006通道下1/3大波波高为15.285006通道下平均波高为12.206407通道下1/3大波波高为13.580257通道下平均波高为11.818408通道下1/3大波波高为13.333008通道下平均波高为12.139909通道下1/3大波波高为13.192259通道下平均波高为11.93660五、实验结论：本次实验本人采用的数据为6通道规则波： 6通道该波列的有效波高H1/3=14.704506通道该波列的平均波高H=16.90830不规则波： 6通道该波列的有效波高H1/3=15.285006通道该波列的平均波高H=12.20640实验二：波压力测量实验一、试验目的海岸和近海工程的设计和建设，波浪与建筑物相互作用的研究是前提。