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kh

7.(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/k

10.★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。

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。

13.波浪压力p z=-ρgz+ρgHcosh[k(z+h)]/[2cosh(kh)]，等号右边第1项为静水压力部分，其值始终为正值，第二项为动水压力部分。此公式值在波峰时为最大，波谷时为最小。

14.一个波长范围内，单宽波峰线长度的平均总波能：=E/L=ρgH2/8，单位为J/m2

15.★波能流：波浪传播过程有能量传递，通过单宽波峰线长度的平均能量传递率称波能流。

16.★辐射应力：作用在垂直于底面的单位水柱体四个侧面上的由于动量交换而产生的应力的时均值，单位是N/m。

17.描述波系大小有两种方法：①对波高、周期等进行统计分析，采用有某种统计特征值的波作为代表波的特征波法；②谱表示法。

18.斯托克斯二阶波波形与微幅波的差别：①微幅波的波形对称，而斯托克斯二阶波在波峰处波面比微幅波抬高，变为尖陡；波谷处，波面比微幅波也抬高了，变得平坦。波峰波谷不再对称于静水面了。随波陡增大，抬高值愈大，峰谷不对称加剧。②微幅波水质点运动轨迹为封闭椭圆，而二阶斯托克斯波水质点运动轨迹不封闭。

19.特征波：包括大波的平均值法和超值累积率法。①三分之一大波也成称有效波②累计特征值和大波特征值转换：H13%约相当于H1/3

20.波频谱：S(σ)相当于波能密度相对组成波频率的分布函数，这函数称波频谱，简称频谱。

21.波频谱的示意图：在σ=0附近，S(σ)很小，随σ增大，S(σ)先急剧增大，到最大值后迅速减小，最后趋近于零，S(σ)最大值相应的频率称谱峰频率σp。理论上S(σ)分布于σ=0~∞之间，但其显著部分集中于一狭窄的频域内。

22.方向谱：频率在Δσ间隔范围和方向在Δθ间隔范围内各组成波提供的能量的平均值，故函数S(σ,θ)相当于波能密度相对于组成波的频率和方向的分布，这是一种二维谱。

第二章

1.波浪从深水到浅水的变化：波浪的浅水变形开始于波浪第一次“触底”时，这时水深约为波长一半，随水深减小，波长和波速逐渐减小，波高逐渐增大，到了波浪破碎区外不远处，波浪的波峰尖起，波谷变坦而宽，深度减小到一定程度时，波峰变得过分尖陡而不稳定，于是出现各种形式的波浪破碎。此外，随着水深变浅，如果波向与海底等深线斜交（正交时不变化），波向也将发生变化，即所谓产生折射。

2.波浪守恒：一列的、简单波浪进入浅水区后，在传播中随着水深变化，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。

3.波高因浅水变形导致波高变化时：（k s为浅水变形系数）

①正向入射：②斜向入射：H i=H0k s k r;;(α波)

4.★▊波浪折射：无论是线性或非线性波，波浪斜向进入浅水区后（实际可取为h/L<1/2）同一波峰线的不同位置将按照各自所在地点的水深决定其波速，处于水深较大位置的波峰线推进较快，处于水深较小位置的推进较慢，波峰线就因此而弯曲并逐渐趋于与等深线平行，波向线则趋于垂直于岸线，波峰线和波向线随水深变化而变化的现象。

5.斯奈尔定律：sinα/c=sinα0/c0=常数C

6.辐聚：在海岬岬角处，波向线集中的现象称为辐聚，此处k r>1，波高将因折射而增大。

7.辐散：在海湾里，波向线将分散，称为辐散，此处kr<1，波高将因折射而减小。

8.★①波浪的反射：波浪在传播过程中遇到陡峭的岸线或人工建筑物时，其全部或部分波能被反射而形成反射波的现象称为波浪的反射。②波浪的绕射：波浪在传播中遇到障碍物如防波提、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，并在掩蔽区内发生波浪扩散，这是由于掩蔽区内波能横向传播所致，这种现象称为波浪绕射。

9.推进波的极限波陡：①深水(δ0)max=(H0/L0)max=0.142≈1/7②浅水δmax=(H/L)max=2πh/(7L b)浅水时破碎指数γb=H b/h b=0.78仅当海滩上水深变化不大，即海滩坡底很小(<1/50)时才符合实际观测数值，经验公式：γb=0.72+5.6tgβ，破波角：αb=α0(0.25+5.5H0/L0)(0<α0深水入射波向角<50°)③有限水深和水平底坡δmax=(H/L)max=0.142tanh(kh),kh=2πh/L④不知是深水还是浅