波浪实验报告(带处理程序(河海港航))

海岸动力学实验报告

班级：09级港航6班

姓名：***

学号:090301****

2012年5月

目录

一、波浪数据采集及波高统计试验 (5)

二、波压力量测试验 (10)

三、附件1 (12)

四、附件2 (18)

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。

三、试验过程及结果分析

1、试验过程

本次试验采用波高传感器进行波高的采集。试验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。

每组进行两次试验，第一次采集规则波波高，规则波采样时间为20s；第二次采集不规则波波高，不规则波采样时间为80s。

2、结果分析

（1）规则波分析：实验结果主要统计平均波高H。

规则波共采集到2000个实验数据，作出下图的波形图，如图1。

图1

利用上跨零点法找出各个波，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H。这些处理过程我是利用VB编制程序完成的，程序见附件1。得到的所有波高见下表：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 波高18.7219.7518.0319.5120.2317.6720.1121.9418.72

利用excel对上表所有波高取平均值可得平均波高：

H=19.41 。

（2）不规则波分析：实验结果主要统计有效波高H1/3。

不规则波采集到8000个实验数据，作出的波形图如下图2。

图2 仍然利用上跨零点法找出各个波，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H1/3。利用VB编制程序进行处理（程序和处理规则波的程序基本一样，报告里将不附），得到了所有的波高，见下表：

序号123456789波高 6.96 5.547.9616.3514.8013.24 6.80 3.66 5.35序号101112131415161718波高12.6611.22 4.65 6.01 6.56 6.27 5.50 6.2612.47序号192021222324252627波高14.5617.2721.9312.2520.9112.5410.339.28 6.94序号282930313233343536波高8.6711.7811.70 3.6611.9317.93 2.5013.2412.67序号373839404142434445波高 2.85 5.8112.3911.438.358.229.9310.1115.77序号464748495051

波高10.1914.1215.2212.3814.1012.10

利用excel降序排序后，取前面三分之一大波，如下表：

序号123456789波高21.9320.9117.9317.2716.3515.7715.2314.8014.56序号1011121314151617

波高14.1214.1013.2413.2412.6712.6612.5412.47利用excel计算前三分之一部分大波的平均值，即得有效波高：

H1/3 =15.28 。

四、试验结论

1、规则波是指具有确定波高、周期的波浪；不规则波是指波高、波长和波周期变化不规则的波浪。从试验采集到的数据看，虽然规则波的波高不是完全相等，但是最大与最小的相对差值不超过20%；规则波的变化相当大，最大与最小波高相差极大。

2、规则波的波形稳定、近似于正弦波（如图1）；不规则波波形呈杂乱、不规则状态（如图2）。

二、波压力量测试验

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。波浪与建筑物的相互作用，决定工程目标的实现和建筑物的稳定与安全。

在海岸和近海工程中,如海上平台,离岸式码头,防波堤,挡土墙等建筑物,这类建筑物的主要外力之一就是作用在其上的波浪力，因此，波浪与建筑物相互作用研究中，波浪作用力的研究显得非常重要。

本次试验波压力测试部分是采用实际工程的有关技术资料，对建筑物迎浪面斜坡进行波浪作用的物理模型试验。通过模型对斜坡式护面在不同潮位和波浪组合的作用下，测定其承受的波压力。

波浪对建筑物作用力部分的研究，将找出波浪作用力随水深、入射波高大小的变化而产生的分布规律。

二、试验要求

试验采用规则波进行。

（1）、模型比尺的确定；

（2）、波要素的率定；

（3）、模型上压力分布的测量，要求测点不少与5个。

三、试验水文要素

底高程潮位水深波要素

Zd(m) Z(m) D(m) 五十年一遇周期

-5.24

H1%（m）T(s) 4.00 9.24 2.67 5.35 3.00 8.24 2.52 5.25

四、模型布置及试验仪器

1、模型布置：

根据重力相似准则，采取正态比尺1:27，于是有T模=T原/错误！未找到引用源。，H模=H原/27，D模=D原/27，P模=P原/27。

各测点实际距底面高度（从下往上）

传感器

编号 5053174820152413916

高度

（cm）

14.6 17.6 20.4 23.3 26.4 29.2 31.6 34.4 37.3 39.9

2、试验仪器：

本次试验使用的主要仪器为DJ800型多功能监测系统。 DJ800型多功能监测系统是由计算机、多功能监测仪和各种传感器组成的数据采集和数据处理系统。它能对多种物理量的数据，进行准同步采集。例如水位、波高、点脉动压力、面脉动压力、拉力、三维总力、二维流速、护舷、位移、温度、应变以及模拟电压等。本次试验用其进行点脉动压力的同步采集。