海岸动力学作业-不同水深与周期下的波长波数波速计算
海岸动力学 内容汇总 (1)
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。
海堤波浪爬高
大口门海堤一、求平均波周期T ，平均波高H ，波长L ①th ①②th ②28.82200 5.59.810.103364340.102997790.582625220.524570870.59387二、求各累积频率波高（查表6.1.3）（一）规则波根据H/d 数值查表求H 2%及H 13%0.144846340.593872 1.538 1.187740010.91337206 1.891.79 1.1224143（二）不规则波根据H/d 数值查表求H 1%0.144846340.59387 2.18 1.29463661 1.82 1.08084341.540.9145598三、求波浪爬高R （备注：式中d 为平均水深）（一）求规则波的R1、不允许越浪①th ①②sh ②4.117.568 1.187740010.40.8 1.465619310.898738492.931238629.348755132、允许越浪①th ①②sh ②4.117.5680.913372060.40.8 1.465619310.898738492.931238629.34875513（二）求不规则波的R vT/L 查表取值4.117.5681.2946366128.8 3.419999092 5.60655589 1.280.751≤m≤5E0.2-1v/(gd)^0.5查表取值0.5 4.54115218 1.290.750＜m＜1系数Kv 斜坡坡度m糙渗系数K △查表得H 5%/HH 5%查表得H 13%/HH 13%系数Kv 糙渗系数K △d(m)L(m)H 1%v T 斜坡坡度m 计算过程d(m)L(m)H 13%斜坡坡度m 糙渗系数K △d(m)L(m)H 2%斜坡坡度m 糙渗系数K △计算过程H/d 平均波高H(m)查表得H 1%/H H 1%H 2%H 13%查表得H 4%/H查表得H 5%/H H/d 平均波高H(m)查表得H 2%/H 查表得H 13%/H H 4%风速V 风区长度F(m)平均水深d(m)重力加速度g(m/s 2)计算过程平均波高H(m)波长公式右边1相互比较3.4199990917.56817.5684530.00045317.5680.14484634 4.1m上0.4m下0.4Z平台1.0630273Δm 0Z潮 5.31当Δm=0me0.4|dw|当Δm>0me 0.4dw 当Δm<0me 0.4dw 小值大值H/d-小值内插值0.10.21.56 1.510.044846341.537576830.8610.14200472.939524270.007447091.25383988 1.191.024594220.5 5.3111.56539942.939524270.001943721.243600090.910.781478270.30 5.31①th ①②sh ②1.465619310.898738492.931238629.348755131.942855742.939524270.871635142.515232343.12605939角度角度修正相对爬高R 0E0.5查表取值潮位1.4 1.65 1.35安全超高R 1R 1%不允许波浪爬高R 允许波浪爬高R 计算过程M (R 1)m R(M)M (R 1)m R(M)R 1波浪爬高RM (R 1)m R(M)R 1波浪爬高RH 5%备注：红色为自动计算，蓝色为查表，黑色为手动输入，虚线边框内为计算过程。
海岸动力学严以新习题
第一章1．1 建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设？1．2 试写出波浪运动基本方程与定解条件，并说明其意义。
1．3 试写出微幅波理论的基本方程与定解条件，并说明其意义及求解方法。
1．4 线性波的势函数为证明上式也可写为1．5 由线性波的势函数证明水质点轨迹速度并绘出相位()t kx 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与2π时质点轨迹速度沿水深分布。
1．6 试根据弥散方程，编制一已知周期T 与水深h 计算波长、波数与波速的程序，并计算出T =9s ，h 分别为25m 与15m 处的波长与波速。
1．7 证明只有水深无限深时，水质点运动轨迹才是圆。
1．8 证明线性波单位水柱体内的平均势能与动能为2161gH ρ。
1．9 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。
1．10 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。
1．1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 /85250m N p =(包括静水压力，但不包括大气压力)，最小压力2min /76250m N p =，问当地水深、波高是多少?1．12 若波浪由深水正向传到岸边，深水波高m H 20=，周期s T 10=，问传到lkm 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。
1．13 在水深为5m 处，波高m H 1=，周期s T 8=，试绘出二阶斯托克斯波与线性波的波剖面曲线及近底水质点速度变化曲线并比较之。
1．14 如果二阶斯托克斯波η的附加项(非线性项)的振幅小于线性项的5％时，可以略去附加项而应用线性波理论，问在深水处应用线性波理论的最大允许波陡是多大？在相对水深h ／L =0．2处应用线性波理论的最大允许波陡又是多大。
上海海事大学港航海岸动力学
海岸动力学上海海事大学2007106130041. 波浪分类：1按形态分布分规则波和不规则波2按波浪是否破碎分破碎波、未破碎波和破后波3按水深分h/l<0.05为浅水波；0.05≤h/l ≤0.5为有限水深波；h/l>0.5为深水波2. 波浪运动的描述方法：欧拉法、拉格朗日法3. 波理论的简单描述：微幅波理论和斯托克斯波理论（有限水深波理论）4. 波浪描述的参数：（基本参数）空间尺度包括波高H ，振幅a ，波面η，波长L ，水深h ；时间尺度包括波周期T ，波频率f=1/T ，波速c=L/T 。
（复合参数）波动角频率σ=2π/T ，波数k=2π/L ，波陡δ=H/L ，相对水深h/L 或kh5. 波理论假设：1流体是均质和不可压缩的，其密度为常数2流体是无粘性的理想流体3自由水面的压力是均匀的且为常数4水流运动是无旋的5海底水平不透水6流体上的质量力仅为重力，表面张力和柯氏力可忽略不计7波浪属于水平运动，即在xy 平面内做6. 波动方程：拉普拉斯方程 伯努利方程边界条件7. 微服波控制方程： 自由水面波面曲线：η=2H cos(kx-σt)；自由表面边界条件：σ2=gktanh(kh)弥散方程 弥散方程：表面波浪运动中角频率σ、波数k ，水深h 之间的相互关系推导：L= π2gT 2tanh(kh)；c=π2gT tanh(kh)；c 2=kg tanh(kh)——σ=2π/T ；k=2π/L ；c=L/T 8. 迭代法求波长9. 名词解释：弥散（色散）现象：当水深给定是，波的周期越长，波长也越长，这样就使不同波长的波在传播过程中逐渐分散开来。
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10. 深水波和浅水波：根据双曲函数图像深水波：潜水波：11. 水质点运动方程：12. 轨迹为一个封闭的圆，在水底处b=0，说明水质点沿水滴只作水平运动。
在深水情况下，运动轨迹为一个圆，随着指点距水面的深度增大，轨迹圆的半径以指数形式迅速减小。
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海岸动⼒学第⼀章1.2.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?=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-?t)*H/2②弥散⽅程：?2=gktanh(kh)③弥散⽅程推得的2/(2π), c= tanh(kh)*gT/(2π), c2= tanh(kh)*g/k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。
11.①深⽔波时：波长L0=gT2/(2π)；波速c0=gT/(2π)②浅⽔波时：波长L s=T；波速c s=12.微幅波⽔质点的轨迹为⼀个封闭椭圆，但不是⼀直为椭圆，在深⽔情况下，⽔质点运动轨迹为⼀个圆，随着质点距⽔⾯深度增⼤，轨迹圆的半径以指数函数形式迅速减⼩。
海岸工程设计波要素推算方法探讨
2 研究方法
资料选取和估算方法是估算设计波浪的关键。 根据前人的相关经验， 海岸工程设计波要 素推算方法大致有相关分析法[1-2]、经验公式法[3]及数学模型计算[4-8]等方法。本文利用两种 不同的方法推算海岸工程设计波要素，方法一为设计风速推算法：依据气象站多年风速、风 向实测资料进行频率分析推求各方向不同重现期的外海深水波要素， 其次建立复杂地形条件 下考虑底摩阻及局部风影响的浅水波浪变形数学模型， 计算各种工况下不同重现期的设计波 浪要素。方法二为历史台风天气图推算法：利用历史天气图，摘取二十年以上的台风资料， 利用 MIKE 21 SW 模型推算出台风期最大波高序列，采用极值分析的方法[9]推求设计波要 素。 本文主要以如东人工岛工程设计波要素推算为例， 应用上述的两种方法进行计算并比较 分析，探讨适合海岸工程地区设计波要素的推算方法。
1 引言
波浪是主要海洋动力因素，也是海岸工程建筑物的主要作用力。海岸、海洋工程建筑物 的规划、设计、施工和管理都需要准备推算工程点多年一遇设计波浪要素。该参数若偏大， 会大大提高工程的造价，反之，会降低工程的安全系数，在恶劣海况下容易毁于一旦，造成 生命财产的重大损失。因此，设计波浪参数准确与否，与国民经济有密切关系。如何合理确 定海岸工程设计波要素的推算方法是本文研究的主要目的。
（6）
此控制方程组可用于外海风浪在浅水域大范围传播变形（考虑波浪折射、绕射、风能摄 入及波能耗损等因素），计算简便、快捷。 无水流准定常波传播数值模型（ x, y, t x, y, t e
iwt
,
2 1 ） t 2
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3.1 设计风速推算法
3.1.1 技术路线 该方法主要包括以下基本步骤： （1）岸台气象站实测资料统计分析。 主要通过各风向出现频率及其平均风速、最大风速的统计，获得工程海域的常风向、强 风向以及各风向的风速大小，对工程海域的风场特性有一个比较全面的了解。 （2）确定不同重现期海上设计风速。 按年最大风速采样法，对岸台气象站 10 分钟平均的最大风速进行频率分析，得到各个 方向的不同重现期设计风速值，再进行内陆-海岸-海上风速订正，最终确定海上深水区域各 方向不同重现期设计风速。 （3）海上设计风速的合理性分析。
浙江大学《海岸动力学》考点
【名词解说】（15 题× 2 分=30 分）第 2 章1.海浪：风作用于海面产生的风波2.涌浪：风停息后海面上仍旧存在的波涛或风波挪动到风区之外的波涛。
3.规则波不规则波 / 随机波涛 : 规则波波形规则，拥有显然的波峰波谷，二维性质明显。
不规则波波形凌乱，波高，波周期和波涛流传方向不定，空间上拥有显然三维性质。
4.混淆浪：风波和涌浪叠加形成的波涛5.深水波，浅水波，有限水深波 : 深水波 h/L 大于 1/2 、浅水波 h/L 小于 1/20 、其之间的称为有限水深波6.振荡波：颠簸中水质点环绕其静止地点沿着某种固有轨迹作周期性的来会来去运动，质点经过一个周期后没有显然的向前推移的波涛。
7.推动波 : 振荡波中若其波剖面对某一参照点作水平运动，波形不停向前推移的波涛。
8.立波 : 振荡波中若波剖面无水平运动，波形不再推动，只有上下振荡的波涛。
9.推移波: 颠簸中水质点只朝波涛流传方向运动，在任一时辰的任一断面上，沿水深的各质点拥有几乎同样的速度的波涛。
10.振幅：波涛中心至波峰顶的垂直距离；波高：波谷底至波峰顶的垂直距离11.波长：两个相邻波峰顶之间的水平距离12.波周期：波涛推动一个波长距离所需要的时间13.波速、波数、波频等观点。
14.波的色散现象：不一样波长（或周期）的波以不一样速度进行流传最后致使波的分别的现象15.波能流 : 波涛在流传过程中经过单宽波峰线长度的均匀的能量传达率16.波能：波涛在流传过程中单宽波峰线长度一个波长范围内的均匀总波能17.波群：波涛叠加后反应出来的总表现象18.波频谱（频谱）波能密度相关于构成波频次的散布函数19.驻波 : 当两个波向相反，波高、周期相等的行进波相遇时，形成驻波。
20.孤立波：波峰尖陡、波谷平展、波长无穷大的波。
第 3 章1.摩阻损失：海底床面关于波涛水流的摩阻力惹起的能量损失；2.浅水变形：当波涛流传至水深约为波长的一半时，波涛向岸流传时，跟着水深的减小，波长和波速渐渐减小，波高渐渐增大，此现象即为浅水变形；3.波涛守恒：规则波在流传中跟着水深变化，波速，波长，波高和波向都将发生变化，可是波周期则一直保持不变。
海岸动力学试验
目录试验1：波浪数据采集及波高统计试验一、…………………………………………………………试验目的二、…………………………………………………………试验要求三、…………………………………………………………试验过程四、…………………………………………………………数据处理五、…………………………………………………………结果分析六、…………………………………………………试验结论与感悟试验2：波压力量测试验一、…………………………………………………………试验目的二、…………………………………………………………试验要求三、……………………………………………………试验水文要素四、…………………………………………………………试验仪器五、…………………………………………………………试验过程六、…………………………………………………………数据处理七、…………………………………………………………结果分析八、…………………………………………………试验结论与感悟试验一：波浪数据采集及波高统计试验一、试验目的了解波浪中规则波及不规则波的区别，波浪模型试验的一般方法，规则波波高、周期、不规则波波高的统计方法。
二、试验要求1、规则波及不规则波的测量与特征值的统计。
2、明确实验目的。
掌握实验原理。
掌握基本仪器的使用，包括波浪数据采集系统和水槽造波机的使用方法。
通过自己设计出不同波长、波高的规则及不规则波，参与造波及数据采集的全过程，了解波浪物理模型试验的最基本方法。
正确处理实验数据，能通过处理采样数据文件统计各种累积频率波高，发现规律，得出实验结论。
分析实验误差，提出减少误差的方法，分析误差的范围。
3、编写实验报告，要求报告能准确反映实验目的、方法、过程和结论。
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。
物理波长波速频率公式
物理波长波速频率公式咱们从小学一路读到高中，物理这门课里有好多有趣又神奇的知识。
今天就来好好聊聊物理里的波长、波速和频率公式。
先说说啥是波长。
波长啊，就好比是一群小朋友手拉手做波浪状运动时，相邻两个波峰或者波谷之间的距离。
打个比方，就像操场上的同学们排队跳绳，绳子甩起来形成的波浪，从一个最高的地方到下一个最高的地方，这一段距离就是波长。
波速呢，简单理解就是波传播的速度。
想象一下你在海边看到海浪一波一波地冲过来，那个海浪向前推进的快慢就是波速。
频率呢，是单位时间内波完成周期性变化的次数。
比如说你家的水龙头没关紧，水滴一滴一滴往下落，一秒钟滴了多少下，这就是频率。
这三者之间的关系可以用一个公式来表示：波速 = 波长 ×频率。
咱们来举个例子感受一下。
假设我们有一根绳子，你和小伙伴在两头甩动它，形成了一个波。
这个波的波长是 0.5 米，频率是 2 赫兹，那么波速就是 0.5×2 = 1 米/秒。
还记得我上中学的时候，物理老师为了让我们搞清楚这个公式，专门在课堂上做了一个实验。
他拿着一个长长的弹簧，一端固定在墙上，然后快速地抖动另一端。
我们就瞪大眼睛看着弹簧上的波一会儿快一会儿慢，一会儿长一会儿短。
老师一边操作一边问我们：“同学们，想想看，波速、波长和频率是怎么变化的？”大家七嘴八舌地讨论，有的说波速变快了，有的说波长变长了。
最后老师给我们详细解释，让我们恍然大悟。
在生活中，波长、波速和频率的概念也到处都有。
比如咱们听的广播，不同的电台有不同的频率。
还有咱们用的手机信号，也是通过特定的波长和频率来传输信息的。
再比如，我们去看演唱会，舞台上的灯光闪烁，那也是有一定的频率和波长的。
如果灯光的频率太快，可能会让我们觉得眼花缭乱；如果太慢，又觉得不够炫酷。
总之，波长、波速和频率这三个概念和它们之间的公式，既是物理学习中的重要内容，也是我们理解身边各种现象的好帮手。
只要我们多观察、多思考，就能发现物理的奇妙之处。
海岸动力学试验报告
海岸动力学实验报告专业班级： 10级港航5班学号： 1001060330姓名：杨武指导教师：杨越二〇一三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、试验目的.................................................. - 3 -二、试验要求.................................................. - 3 -三、试验过程及结果分析........................................ - 3 -（一）试验过程.............................................. - 3 - ( 二 ) 结果分析............................................. - 4 -四、实验结论................................................. - 11 -五、附录..................................................... - 11 - 实验二：波压力测量实验 ........................................ - 17 -一、试验目的................................................. - 17 -二、试验任务................................................. - 17 -三、试验要求................................................. - 17 -四、试验水文要素............................................. - 18 -五、模型布置及试验仪器....................................... - 18 -1、模型布置................................................ - 18 -2、试验仪器................................................ - 19 -六、试验过程及结果分析....................................... - 20 -1、试验过程................................................ - 20 -2、结果分析................................................ - 20 -七、试验结论................................................. - 26 -八、附录（程序代码）......................................... - 27 -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。
海浪波长以及波浪力计算
Option ExplicitDim L1 As Single, L2 As Single, t As Single, d!, k!, kd!, thkd!, H!, D1!Dim CD As Single, CM As Single, l As Single, Ko As SingleDim Fhdmax As Single, Fhlmax As Single, Mhdmax As Single, Mhlmax!, Fhmax!, Mhmax!Dim 0 As SigleConst Pi = 3.141592653Coist G = 9.8Con st Y = 1025Private Sub Commaid1_Click()Dim r As IitegerDo While TrueL1 = Val(I iputBox(" 请输入波长L1：", "求解设计波长：", "100"))t = Val(IiputBox(" 请输入设计波周期T：", "请输入", "6"))d = Val(I iputBox(" 请输入设计水深d：", "请输入", "20"))If L1 <= 0 Their = MsgBox("请输入一个正数！", 5,"输入错误”)If r = 2 TheiEidEid IfElseExit DoEid IfLoopk = 2 * Pi / L1kd = k * dthkd = (Exp(kd) - Exp(-kd)) / (Exp(kd) + Exp(-kd))L2 = G * (t A 2) * thkd / (2 * Pi)Do Uitil Abs(L2 - L1) < 0.001L1 = L2k = 2 * Pi / L1kd = k * dthkd = (Exp(kd) - Exp(-kd)) / (Exp(kd) + Exp(-kd))L2 = G * (t A 2) * thkd / (2 * Pi)LoopPriit "设计波长是："; L2Priit "波数："; Format$(k, "0.0000")Eid SubPrivate Sub Commaid2_Click()EidEid SubPrivate Sub Commaid3_Click()H = Val(IiputBox(" 请输入设计波高H：", "请输入", "3"))D1 = Val(IiputBox(" 请输入桩柱直径D1：", "请输入", "2"))l = Val(IiputBox(" 请输入桩柱间距l：", "请输入", "15"))If d / L2 < 0.5 ThenPrintPrint "相对水深d/L2:"; d / L2Print " 采用线性波理论计算:"ElseMsgBox " 重新选择计算理论"End IfPrint "波陡："; H / L2Print "相对柱径："; D1 / L2If D1 / L2 < 0.2 ThenPrint " 属于小直径桩柱"ElsePrint " 属于大直径桩柱"End IfCD = Val(InputBox(" 请输入拖曳力系数：", "请输入", "1.0"))CM = Val(InputBox(" 请输入质量系数：", "请输入", "2.0")) PrintPrint "选用拖曳力系数："; CDPrint "选用质量系数："; CMDim LD As SingleLD = l / D1Print " 桩柱相对间距："; LDPrint "群桩系数Ko：";If LD > 4 ThenKo = 1Print KoElseIf LD < 4 And LD > 3 ThenKo = 1.25Print KoElseIf LD < 2 ThenKo = 1.5Print KoEnd IfEnd SubPrivate Sub Command4_Click()Dim K1 As Single, K2 As Single, K3 As Single, K4 As SingleDim e As Single, 0 o As SingleK1 = (2 * k * (d + H / 2) + sh(2 * k * (d + H / 2))) / (8 * sh(2 * k * d))Fhdmax = CD * 丫* G * D1 * (H A2) * K1 / 2PrintPrint "K1 值："; Format$(K1, "0.0000")Print "单桩柱最大水平拖曳力Fhdmax："; FhdmaxK2 = th(k * d)Fhlmax = CM * 丫* G * Pi * (D1 A 2) * H * K2 / 8PrintPrint "K2 值："; Format$(K2, "0.0000")Print "单桩柱最大水平惯性力Fhlmax:"; FhlmaxK3 = (2 * (k A 2) * (d + H / 2) A 2 + 2 * k * (d + H / 2) * sh(2 * k * (d + H / 2)) - ch(2 * k * (d + H / 2)) + 1) / (32 * sh(2 * k * d))Mhdmax = CD * 丫* G * D1 * (H A 2) * L2 * K3 / (2 * Pi)PrintPrint "K3 值："; Format$(K3, "0.0000")Print "单桩柱最大水平拖曳力矩Mhdmax:"; MhdmaxK4 = (k * d * sh(k * d) - ch(k * d) + 1) / ch(k * d)Mhlmax = CM * 丫* G * (D1 A 2) * H * L2 * K4 / 16PrintPrint "K4 值："; Format$(K4, "0.0000")Print "单桩柱最大水平惯性力矩Mhlmax:"; MhlmaxIf Fhlmax >= 2 * Fhdmax ThenFhmax = Fhlmax0 o = 90ElseIf Fhlmax < 2 * Fhdmax ThenFhmax = Fhdmax * ((1 + (Fhlmax / Fhdmax) A 2) / 4) 0 o = arcsin(Fhlmax / (2 * Fhdmax)) End If PrintPrint "单桩柱最大水平波力Fhmax:"; FhmaxIf Mhlmax >= 2 * Mhdmax ThenMhmax = MhlmaxElseIf Mhlmax < 2 * Mhdmax Then Mhmax = Mhdmax * ((1 + (Mhlmax / Mhdmax) A 2) / 4) End IfPrintPrint "单桩柱最大水平波力矩Mhmax:"; MhmaxPrint "最大水平波力和最大水平波力矩的相位0 o:"; 0 oe = Mhmax / FhmaxPrintPrint "最大水平波力作用点离海底的距离e:"; eEnd SubPublic Function sh(n) As Singlesh = (Exp(n) - Exp(-n)) / 2End FunctionPublic Function ch(n) As Singlech = (Exp(n) + Exp(-n)) / 2End FunctionPublic Function th(n) As Singleth = (Exp(n) - Exp(-n)) / (Exp(n) + Exp(-n))End FunctionPublic Function arcsin(n) As Single arcsin = Atn(n / Sqr(-n * n + 1))End FunctionPublic Function FH( 0 ) As SingleFH = Fhdmax * Cos( 0 ) * Abs(Cos( 0 )) + Fhlmax * Sin( 0)End FunctionPublic Function MH( 0 ) As SingleMH = Mhdmax * Cos( 0 ) * Abs(Cos( 0 )) + Mhlmax * Sin( 0)End FunctionPrivate Sub Command5_Click()Dim i As Integer桌面不同相位水平波力.txt" For Output As #1 Print #1, Tab(8);"相位角0 ”； Spc(3); "cos 0 ”； Spc(3); "cos 0 |cos B |"; Spc(3); "sin 0 ' Spc(3); "Fhdmaxcos 0 |cos 0 |"; Spc(3); "Fhlmaxsin 0 "; Spc(6); "FH"For i = 0 To 180 Step 150 = i * Pi / 180Print #1, Tab(10); i; Tab(20); Format$(Cos( 0 ), "0.0000");Print #1, Tab(30); Format$(Cos( 0 ) * Abs))(,C"o0s.0(0000");Print #1, Tab(40); Format$(Sin( 0 ), "0.0000");Print #1, Tab(55); Format(Fhdmax * Cos( 0 ) * Abs(Cos( 0 )), "0.00");Print #1, Tab(70); Format(Fhlmax * Sin( 0 ), "0.00");Print #1, Tab(85); Format(FH( 0 ), "0.00")Next iClose #1End SubPrivate Sub Command6_Click()Dim i As Integer桌面不同相位水平波力矩.txt" For Output As #2 Print #2, Tab(8); "相位角0 "; Spc(3); "cos0 "; Spc(3); "cos0 |cos0 |"; Spc(3); "sin0 Spc(3); "Fhdmaxcos 0 |cos0 |"; Spc(3); "Mhlmaxsin 0 "; Spc(6); "MH"For i = 0 To 180 Step 150 = i * Pi / 180Print #2, Tab(10); i; Tab(20); Format$(Cos( 0 ), "0.0000");Print #2, Tab(30); Format$(Cos( 0 ) * Abs(Cos( 0 )), "0.0000");Print #2, Tab(40); Format$ (Sin( 0 ), "0.0000");Print #2, Tab(55); Format(Mhdmax * Cos( 0 ) * Abs(Cos( 0 )), "0.00");Print #2, Tab(70); Format(Mhlmax * Sin( 0 ), "0.00");Print #2, Tab(85); Format(MH( 0 ), "0.00")Next iClose #2End SubPrivate Sub Command7_Click()Dim y As SingleDim 刀H As SingleDim i As IntegerDim t As Single, m As Integery = l * 360 / L2PrintPrint "前后两桩柱的波浪位相差y ：t = 0For i = 0 To 180 - y刀H = FH(i) + FH(i + y )If t < 刀H Thent =刀Hm = iEnd IfNext iPrint "发生最大水平合波力的相位："; m Print "前后两桩柱的最大水平合波力为：End SubPrivate Sub Command8_Click()ClsEnd SubPrivate Sub Command9_Click()Dim y As SingleDim 刀M As SingleDim i As IntegerDim t As Single, m As Integery = l * 360 / L2t = 0For i = 0 To 180 - y刀M = MH(i) + MH(i + y )If t < 刀M Thent =刀Mm = iEnd IfNext iPrintPrint "发生最大水平合波力矩的相位：";Print "前后两桩柱的最大水平合波力矩为：End Sub m "; t海洋环境作业计算结果:nl■ □ X---------- --------------- • --------------0.114254.99825计嶷长|2g : 0,9795单癡果縣平惯性加h 歸：92730.2 A 0.1807单榊撮大术平拖曳力矩》湎：2860013 1.4395郸椎最大水平惯性力矩IhlmH ： 1192875ip ： 98J8495 应:19 粧力为：75446.48单竝最尢水理加血吆92T30.2 瓣删瓢略9。
2-2Seawaterinmotion(3)详解
流向 斜伏的 同相位的
横向蜿蜒的
横向链状的
舌状的
尖头状的
新月形的
中立线的概念
中立线是理解复杂的海岸泥沙运动的理论概念
波峰通过时水质点的运动速度（向岸速度）大于波 谷通过时的速度（离岸速度）；向岸速度大于向海 的回流速度，但向岸要克服重力作用。
平衡剖面与中立线
颗粒运动时对岸坡底 部有一定的侵蚀作用， 而在中立线两侧形成 两个侵蚀区，其外侧 是堆积区，分别形成 沿岸沙堤和水下沙堤。
中立带
曾柯维奇，1946年接受这一概念，并把它发展成为沉积物横向运移的模式
原始岸坡与海岸的侵蚀堆积
海岸坡度和砂体的位置
泻湖
坡度的变化使砂体形成的位置不同； 水下和陆上是一个整体
大小不同的沙粒运动和海岸垂直层序
粗细不同的沙粒共存，粗颗粒向岸运动，细 颗粒向海运动，海岸剖面上向海泥沙变细。
平行岸线的泥沙运动
海岸带划分
第三章
海岸带
第二节 海岸泥沙运动和滨海砂体的形成
深水波与浅水波
深水波：水深大于1/2波长 浅水波：水深小于1/2波长
深水波 浅水波
水质点运动的方向和速度
波浪传播方向
波峰处水质点水平运动的速度最大，方向与波浪传播方 向相同；波谷处水质点运动的水平速度最大，方向与波浪 传播方向相反。 半波面/静水面处是水质点运动方向转换之处，这里是水 质点垂直运动速度最大之处，波峰之前向上运动，波峰之 后向下运动。在波浪传播的过程中，水质点运动方向和速 度均发生周期性的变化。
区分直脊流水波痕和不对称浪成波痕 - 直脊流水波痕的不对称指数可以超过不对称 浪成波痕的最大值（3.8）； - 不对称浪成波痕的波脊显示音叉状分支，流 水波痕的波脊不分叉，但可以中断，前者规 则； - 波痕指数小于5时只能是不对称浪成波痕， 波痕指数大于15时，只能是流水波痕。
海岸动力—波浪
1.4 波浪的要素
波峰 ，波谷，波长（L），波高 (H)，振幅（A）， 波陡(δ)，周期（T），波速（C）：C=L/T 频率（f）： 波数（κ）： κ =2π/L 角频率（ω）：ω=2π/T=2πf
1.4 波浪的要素
1.4 波浪的要素
波向线：表示波浪传播方向的线 波峰线：与波向线正交并通过波峰的线。 群速（Cg）：群速与波速的关系
3.3 波浪产生的沿岸流和离岸流
–
–
–
裂流（rip currents）是一种从激浪带向海流动的强而 狭窄的水流。 裂流式靠沿岸流系维持的。这种沿岸流大约在两相邻 裂流之间的中部位置流速为零，而在刚刚向海转变为 裂流之前达到其最大流速值。 为了补偿通过裂流向海运动的水量，必然存在着水体 向岸运动的缓慢的质量输移。
1.7 波浪在近岸的变形
对波浪破碎深度或破波波高的确定，可根据水深与波 高或波长来预测。
–
H b / d b = 0.78
H b / Lb = 0.142 tanh( 2πd b / L b )
1.7 波浪在近岸的变形 1.7.3 波浪的折射（wave refraction）
–
波浪一旦进入前水区就受到“折射作用”。在折 射过程中，波浪传播的方向随水深的逐渐变 浅而改变，改变的结果使波峰逐渐与等深线 趋于平行。
1⎡ 2κh ⎤ n = ⎢1 + 2 ⎣ sh(2κh) ⎥ ⎦
2π κ= L
在深水， n0 = n, C = C0
1 在浅水，n0 = n 2
Ks = 1
1/ 2
⎡ C0 1 ⎤ Ks = ⎢ ⎥ ⎢ gh 2 ⎥ ⎦ ⎣
⎡ 1 L0 ⎤ =⎢ ⎥ ⎣ 8π h ⎦
1/ 4
1.7 波浪在近岸的变形
海岸动力学复习题
H L cosh k h z sin kx t 2 T sinh kh
Hc cosh k h z sin kx t 2 sinh kh
即证。
-2-
2.7 证明只有水深无限深时，水质点运动轨迹才是圆。
所以当水深无限深时，长半轴 a 与短半轴 b 相等，水质点运动轨迹是圆。问题得证。
2.8 证明线性波单位水柱体内的平均势能和平均动能为
Ep
l l
1 gH 2 16
1 1 g 2 gzdxdz dx 【证明】 ： 单位水柱体内的平均势能 L L00 L0 2
其中:
求解方法：分离变量法 2.4 线性波的势函数为 证明上式也可写成
【证明】 ：
gH coshk h z sin kx t ， 2 coshkh Hc coshk h z sin kx t 2 sinh kh
第二章
波浪理论
2.1 建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设?
（1）流体是均质和不可压缩的，密度ρ 为一常数； （2）流体是无粘性的理想流体； （3）自由水面的压力均匀且为常数； （4）水流运动是无旋的； （5）海底水平且不透水； （6）作用于流体上的质量力仅为重力，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 水平面内运动。
【证明】 ：微幅波波浪水质点运动轨迹方程为：
( x x0 ) 2 ( z z 0 ) 2 1 a2 b2
式中 a(
H sinh[k ( z 0 h)] H cosh[k ( z 0 h)] ) b 为垂直短半轴。 ) 为水平长半轴， b( 2 sinh(kh) 2 sinh(kh)
深水波频散关系
深水波频散关系全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：深水波频散关系是海洋波浪传播中的重要概念，它描述了波浪在深水区域传播过程中波长和周期之间的关系。
频散是指波浪在传播过程中不同频率成分的速度不同，导致波浪在空间中形成波包。
深水波频散关系是海洋波浪动力学研究的基础，对于预测海浪的特性和行为具有重要意义。
在深水区域，海浪的传播速度与波长之间的关系可以用频散关系来描述。
深水波频散关系的数学表达式为：c = gT / 2πc为波速，g为重力加速度，T为波周期。
这个方程表明，波速与波长、波周期呈线性关系，波长越长，波速越大，波周期越长，波速越小。
这种关系称为线性波理论，在深水区域适用。
深水波频散关系对于海洋工程和海洋观测具有重要意义。
深水波频散关系提供了预测海浪特性的基础。
通过深水波频散关系，可以根据波长和周期的变化来预测海浪的传播速度，波高和波浪形态，有助于海上工程的设计和海域管理。
深水波频散关系也被广泛应用于海洋观测和监测。
通过测量海浪的波长和周期，可以利用深水波频散关系来计算海浪的传播速度和频率成分，为海洋气象预报和海洋灾害预警提供依据。
在实际应用中，深水波频散关系的准确性受到多种因素的影响。
深水波频散关系基于线性波理论，假设波浪传播过程中不存在能量损失和非线性效应，但在实际海洋环境中，波浪受到水深、海底形态、风力等多种因素的影响，会导致波浪的传播速度和频谱发生变化。
在实际应用中，需要考虑这些非线性因素对深水波频散关系的影响，并进行修正和调整。
深水波频散关系还受到海洋波浪的非均匀性和随机性的影响。
海洋波浪是一种具有随机性的自然现象，波浪的频谱和传播特性会随着海浪的变化而变化。
在深水波频散关系的研究和应用中，需要考虑海浪的非均匀性和随机性对波浪传播的影响，以提高预测的准确性和可靠性。
深水波频散关系是海洋波浪传播研究的重要概念，对于预测海浪特性和行为有着重要意义。
深水波频散关系的研究不仅可以为海洋工程和海洋观测提供理论支持，还可以拓展我们对海洋波浪动力学的认识，为更好地保护海洋环境和利用海洋资源提供科学依据。
(完整版)不同水深流速分布及推力计算
一、流速分布及计算自然界中的水流大部分是湍流。
湍流是一种高度复杂的非线性流体运动，在空间中不规则、时间上无秩序，具有在运动过程中液体质点不断混掺的运动特性。
实际中流速计算一般根据实测数据进行推导，具有代表性的是“六点测流法”，2014年之后，声学多普勒流速剖面仪开始被采用，随后有部分学者提出了相应的“多点法测速计算”。
水流由于受到层间切应力的作用，其流速沿水深而变化，河底流速小，水面流速大，河底流速受河床的粘滞作用，基本为零。
理论上水流流速由下往上可分成直线层、过渡层、对数区和外层区，其相应的计算公式如下：(一) 直线层水流为层流（层流是流体的一种流动状态，它作层状的流动。
流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。
流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。
管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。
），只受粘滞切应力，此时流速可按下式计算：μy=√ghJJ：水力坡度；0≤y<0.5%。
水力坡度，又称比降，是指河流水面单位距离的落差，常用百分比、千分比、万分比表示。
(二) 过渡层水流由层流向紊流过度，既受粘滞切应力，又受紊动切应力。
计算方法：近似按照直线层或者对数层公式计算。
（三）对数区水流为紊流，主要受紊动切应力影响，流速分布呈对数曲线规律,一般计算公式如下：uμy=A?lgy+B其中A和B是系数，与床面粗糙情况有关，通过实际资料确定，y为计算点至河床的距离。
爱因斯坦提出的具体计算公式如下:μμy =5.75lg(30.2yk sx)其中k s为床面粗糙高度，可取床沙代表粒径；x为反映对流速分布实际影响的系数，与k sδ值有关；δ:为近壁层流层的厚度。
直线层、过度层、对数区合称为内层区，区内流速分布主要受床面的影响。
（四）外层区水流为紊流，其流速分布除受床面的影响外，还要受到上游来流条件和上部边界条件的影响，因而其分布规律偏离对数曲线而有一流速增值，计算公式的一般计算形式为：μμ?=A?lgy+B+πk?ω(yh)式中，π为尾迹强度系数；k为卡门常数；ω为函数符号；π和k通过实测资料确定。
海底波动轨迹速度计算
海底波动轨迹速度计算
海底波动轨迹速度是指在海底发生的波动运动的速度。
海底波动可能是由海水层的变化或来自远方地震活动引起的。
海底波动速度可以通过海底地震记录仪计算。
地震记录仪是在海底安装的一种设备，可以记录下地震波的震动。
通过分析地震记录仪收集的数据，可以确定地震波的速度和方向。
另一种常用的方法是使用海底测深仪。
海底测深仪可以通过发射声波并测量返回的时间来确定波的速度。
这种方法可以确定海底波动的速度和方向。
在计算海底波动速度时，需要考虑到多种因素，包括海底土质组成、海水层的厚度以及波动的频率等。