2海岸动力学

1第七讲第一节波浪边界层和底摩擦力前一讲：波浪在浅水中的变化波浪在浅水中的变化的主要内容？摩阻损失渗透损失泥面波阻力损失2波摩阻引起的波高衰减xbDEcnbEcnbfii1波能平衡：bbfUD波能损耗率：Df的确定方法？剪切应力波浪水质点水平速度322221mmbbfUUUDdtdzzUuTdtUTdzdtzuTdtdzzuuTdzdtzuTDTbTbbTTTf000000000011111层流边界层时底摩阻21波浪边界层厚度：610m2/s4bbwbUUf21tUUmbcos波浪水质点瞬间速度dttTUfdtUUfTUDTmwTbbwbbf03302cos121211khTHUmsinh134cos103dttTTkhTHfDwf3332sinh32单位床面时平均波浪能量损耗率瞬时床面剪切应力：紊流边界层时底摩阻5波浪摩阻系数的确定221mwbmUfwfmU琼森1966年给出了流区划分：波浪底摩阻系数近底波浪质点水平速度最大值khaUmsinh流体底部质点最大运动幅值mAkhaUAmmsinhmbmU可表示为：层流边界层：4coscossin00tkxUeztkxztkxUzumzzmzb振荡流作用下的最大底面剪切应力6层流边界层下的波浪摩阻系数Re2wfmmAURe波浪边界层开始进入紊流状态的判据为：Re24smdAsmdA相对糙度221mwbmUfmbmU41026.1Resd当量糙度Dds4sd沙纹平坦和57.1smdAsmwwdAfflg28.041lg4157.1smdA30.0wf7二、波摩阻引起的波高衰减xbDEcnbEcnbfii11,1,1,1iiifiiriisiHkkkH2111,1iiiiiisncnck211,1iiiirbbk波能平衡：浅水变形系数折射系数8底摩阻引起的波高衰减系数khgTkxkHfkrswiif32433,1sinh3321khH,取两断面平均值sk为从深水算起的浅水变形系数0HkkkHfrsiiiffffkkkk,12,11,0从深水推算第i断面处的波高xbDEcnbEcnbfii19LgHEEEkp281波能？波浪在顺流、逆流将如何变化？第三节水流对波浪运动的影响问题：波浪计算中水流是否有作用?10思考问题：某进潮渠深5m，求解该渠中的波高已知条件：周期5s,波高1m，1.0m/s退潮流,波流夹角180度波流进潮渠11一、稳定均匀流中波浪要素的变化rccUc21tanhkhkgcrhkcUkhccLLscsstanh1tanh2波浪的视速度：1.波浪传播方向与水流方向相同或相反情况波浪相对于水流的传播速度：即无水流存在时的波浪传播速度水流波浪12波流共存时的波高变化0rgrcrcUExcUcsr1AUcccgr21ssgsAcc21hkkgcssstanhgsssgrcrcEcUEhkcUkhccLLscsstanh1tanh221212121211AAcUAALLcUHHscsscshkhkAsss2sinh21khkhA2sinh21波流共存时波作用守恒方程：132.波浪传播方向与水流方向斜角情况hkkhcULLssscsstanhtanhsin1sinsin2coscos2121ssssAALLHHssLLsinsin1rccUcsinsskksinsin即波数守恒hkcUkhccLLscsstanh1tanh2波浪的视速度：波流共存时的波高变化：水流波浪14例题I21212121211AAcUAALLcUHHscsscs问题：某进潮渠深5m，求解该渠中的波高已知条件：周期5s,波高1m，1.0m/s退潮流,波流夹角180度hkcUkhccLLscsstanh1tanh2hkhkAsss2sinh21khkhA2sinh21rccUc21tanhkhkgcr波流15例题I续问题：某进潮渠深5m，求解该渠中的波高已知条件：周期5s,波高1m，1.0m/s退潮流,波流夹角180度rccUc21tanhkhkgcrLs=Cs*T=6.0578*5=30.2891m=6.0578Ks=0.207L=c*T=5.0578*5=25.289mc=-1.0+6.0578=5.0578m/sK=0.24816例题续21212121211AAcUAALLcUHHscsscs问题：某进潮渠深5m，求解该渠中的波高已知条件：周期5s,波高1m，1.0m/s退潮流,波流夹角180度hkcUkhccLLscsstanh1tanh2hkhkAsss2sinh21khkhA2sinh21c=7.0578m/s=1.5309=1.418=0.7596H=1.35m17二、波流共存中的垂线流速分布7101hzUzU0.1oUzUwcwc870UoUwc纯水流的表面流速波流场中表面流速垂线流速分布:18三、波流共存中的综合速度zUtzUtzUwcwwc,,+非线性项沙滩会出现在哪？