河海大学海岸动力学实验报告

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 MAIN

IMPLICIT NONE

INTEGER::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,T

REAL,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=100

REAL,DIMENSION(4,100)::HEIGHT=0

REAL,DIMENSION(4)::SUM_HEIGHT=0

OPEN(10,FILE='2A0407_8001.TXT')

READ(10,*) DA TA

CLOSE(10)

DO NUM=1,4

SUM_MAX=0;ZERO_POINT=0;J=0

DO I=1,K-1

IF(DA TA(NUM,I)<1E-8) THEN

IF(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+1

ZERO_POINT(J)=I

IF(J>1) THEN

MAX=0;MIN=0

DO 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)

ENDDO

SUM_MAX=SUM_MAX+MAX

! NUM_MAX=NUM_MAX+1

HEIGHT(NUM,J-1)=MAX-MIN

ENDIF

ELSEIF(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+1

ZERO_POINT(J)=I+1

IF(J>1) THEN

MAX=0;MIN=0

DO 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)

ENDDO

SUM_MAX=SUM_MAX+MAX

! NUM_MAX=NUM_MAX+1

HEIGHT(NUM,J-1)=MAX-MIN

ENDIF

ENDIF

ENDIF

ENDDO

PRINT*,"上跨零点位置",ZERO_POINT(1:J)

ENDDO

DO I=1,4

PRINT*,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=1,4

DO I1=1,J-2

DO I=2,J-1

IF(HEIGHT(NUM,I)>HEIGHT(NUM,I-1)) THEN

T=HEIGHT(NUM,I);HEIGHT(NUM,I)=HEIGHT(NUM,I-1);HEIGHT(NUM,I-1)=T

ENDIF

ENDDO

ENDDO

PRINT*,"***",HEIGHT(NUM,1:J-1)

ENDDO

T=0

DO NUM=6,9

SUM_HEIGHT(NUM)=0

DO I=1,(J-1)/3

SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)+HEIGHT(NUM,I) ENDDO

SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)/4

PRINT*,NUM,"通道下1/3大波波高为",SUM_HEIGHT(NUM)

SUM_HEIGHT(NUM)=0

DO I=1,J-1

SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)+HEIGHT(NUM,I) ENDDO

SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)/(J-1)

PRINT*,NUM,"通道下平均波高为",SUM_HEIGHT(NUM)

ENDDO

END

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 13.95700

14.92000 14.43900 13.78000 15.71900 15.65600

14.36300 13.74200

7通道下波高18.20100 17.81800 18.53300

19.15900 18.36600 18.81400 20.55100 20.05300

19.60600 18.53300

8通道下波高17.60600 18.59400 17.92300

17.59200 17.86900 17.17100 16.68400 16.68300

17.38200 17.39500

9通道下波高15.83000 15.94900 14.98800

14.33100 15.31800 13.90900 14.10700 15.25200

16.16000 15.63300