波浪参数测量实验

光学式测波仪电阻和电容测波仪浮标观测
SBF3-1型波浪浮标遥测系统
•是一种无人值守的，可用于近海波高、波向和水温监测的小型浮标测量系统。

•该类型浮标主要用于沿岸海洋环境监测台站中对常规波浪观测工作和近海海洋环境工程的监测工作中，同时也可在海洋调查船上随船使用。

产品特点：
•模块化设计，系统易于维护；
•通信方式灵活，VHF或CDMA/GPRS三种通信方式可选；
•具有移位及时报警功能，安全性好；
•连续工作时间长，电池可重复利用并可快速充电。

主要技术指标：
波高
➢波高测量范围：0.2m～25m；
➢测量准确度：±(0.1+ 5％H)，H为实测波高值；
波周期
➢波周期测量范围：2s～30s；
➢测量准确度：±0.25s；
波向
➢波向测量范围：0°～360°；
➢测量准确度：±10°（以室内标定为准）；
水温
➢测量范围：-5℃～+35℃；
➢测量准确度：±0.1℃；。

波浪浅水变形实验一. 实验目的和意义在近岸动力场中，海浪极富变化性，它们一直是施加在任何海岸建筑物上最重要的环境荷载，所以，掌握其在近岸水域里的演变规律，较之于外海水域，显得更为重要和急需。

因此，对波浪浅水变形规律开展研究具有重要的理论意义和应用价值。

二. 实验概述实验在长沙理工大学云塘校区水利实验中心的波浪水槽内进行。

所用的波浪水槽长45米，宽0.8米，高1.0米，波浪水槽两侧为透明玻璃，两端均有良好的消波设施，水槽配有液压伺服式不规则波造波机，其主控系统是大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室自行研究开发的Wavemake系统，该系统运行状态良好，精确度高。

，仪器测量误差为0.4%。

数据实验中的波高测量采用加拿大WG-50型号浪高仪，该仪器最小测量周期为1.5s采集采用优泰(UTekL)信号采集分析系统。

实验布置如图1所示，实验在斜坡上进行，在水槽内布置4个浪高仪，斜坡前2个，测量入射波。

斜坡上2个，测量波浪的浅水变形。

图1 实验布置示意图三. 实验内容和步骤1. 布置实验设备，布置浪高仪。

2. 建立坐标系，选择坐标系原点，波浪传播方向为x轴正方向，垂直方向为z轴正方向。

运用卷尺测量4个浪高仪所在的位置，并且得出相应的位置坐标。

绘出实验布置图，得出浪高仪位置表1。

表1 浪高仪位置浪高仪坐标1# 2# 3# 4#X(m)3. 运用水位测针测量实验水深d。

测量斜坡的坡度。

4. 入射波为规则波。

选择造波参数（波高、波周期），参数分两组选取：周期T相同，波高H不同；波高H 相同，周期T不同。

表1 造波参数表5. 开始造波，从造波机造出的前四至五个波一般为不稳定波，将其忽略掉后再开始采集数据。

6. 同时观察并记录水质点的运动轨迹和波浪在斜坡上传播变形以及破碎的现象，记录波浪的破碎类型，采集完毕后停止造波。

保存数据。

7．选取新的造波参数（波高、波周期），重新开始实验，至少进行2组实验。

四. 实验数据分析1．波面变化分析。

物理实验技术中的波浪现象实验指导波浪现象是自然界中广泛存在的一种物理现象，也是物理学中一个重要的研究领域。

在物理实验技术中，我们经常使用波浪现象来进行实验和研究。

本文将为您介绍一些常见的波浪现象实验指导。

一、水波实验在物理实验中，水波实验是常见且容易进行的一种波浪实验。

通过在水面上制造波浪，我们可以观察和研究波浪的特性和传播规律。

1. 实验器材准备进行水波实验时，我们需要准备以下器材：水槽、振荡器、振荡器控制器、水波测量仪等。

2. 实验步骤（1）将水槽放置在平稳的实验台上，并保证水面平整。

（2）将振荡器安装在水槽底部，并连接振荡器控制器。

（3）根据实验需求，设置振荡器的频率和振幅。

（4）观察水波的传播和现象，可以使用水波测量仪等工具进行测量和记录。

3. 实验注意事项在进行水波实验时，需要注意以下事项：（1）确保实验环境的稳定，避免外界干扰。

（2）水槽和器材的清洁，以保证实验的准确性和可靠性。

（3）根据实验要求调整振荡器的频率和振幅，避免过大或过小，以免造成实验结果的偏差。

二、光波实验光波实验是物理实验技术中另一个重要的波浪实验。

通过对光的干涉、衍射等现象的研究，我们可以了解光的波动特性和传播规律。

1. 干涉实验干涉实验是通过两束光的叠加来观察光波的干涉现象。

常见的干涉实验有双缝干涉、薄膜干涉等。

（1）双缝干涉实验准备：准备双缝实验装置，包括光源、双缝装置、光屏、测量工具等。

（2）双缝干涉实验步骤：①将光源放置在一定距离处，光源越亮度越好。

②在光源后面放置双缝装置，调整缝隙的大小和距离。

③将光屏放置在双缝后方，调整距离和观察角度。

④观察光屏上的干涉条纹并记录。

2. 衍射实验衍射实验是通过光波通过障碍物或过孔时产生的衍射现象来观察光的波动性。

（1）单缝衍射实验准备：准备单缝实验装置，包括光源、单缝装置、光屏、测量工具等。

（2）单缝衍射实验步骤：①将光源放置在一定距离处，光源越亮度越好。

②在光源后面放置单缝装置，调整缝隙的大小和距离。

分振幅法的典型实验
分振幅法是一种物理实验方法，主要用于研究机械波的传播规律和性质。

该方法通过测量波的振幅和波长的关系，来确定波速和频率等参数。

典型的分振幅法实验通常需要以下实验器材：波箱、波浪发生器、频率计、振幅计、直尺和滑块等。

首先，将波箱放置在水平平面上，然后在波浪发生器的作用下，波箱内会出现一定频率、一定振幅的机械波。

接下来，将频率计和振幅计分别放置在波箱旁边。

频率计是用来测量波的频率，而振幅计则用来测量波的振幅。

通过测量不同位置的振幅和频率，可以得到波长和波速等参数。

在实验中，通常会使用直尺和滑块来测量波的振幅和波长。

滑块可以在波箱内滑动，直尺则用来测量滑块的位置。

通过改变滑块的位置，可以测量不同位置的波浪振幅和波长。

在进行实验时，需要注意以下几点：首先，要保持实验器材的稳定性，以确保实验数据的准确性；其次，要根据实验需要，选择适当的波浪发生器和波箱，以确保实验能够顺利进行；最后，要注意实验操作的规范性和安全性，以避免出现意外情况。

总的来说，分振幅法是一种简单而有效的物理实验方法，可以用于
研究机械波的传播规律和性质。

通过合理的实验设计和操作，可以得到准确的实验数据，并对机械波的特性有更深入的了解。

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 。

波浪参数测量实验报告本实验旨在利用波浪参数测量方法，通过测量波浪的高度、周期和速度等参数，来研究波浪的特性，并探讨与海洋气象和海洋工程等学科的关系。

实验原理：波浪是海洋表面因风力或地震等因素形成的涨落起伏的现象。

波浪的高度、周期和速度等参数是描述波浪特性的重要指标。

在实验中，我们采用了浮标和计时器等仪器，以及一定的测量方法来测量波浪参数。

实验步骤：1. 在选定的海岸线上选取一个适宜的测量点，将浮标固定在该点，并注意固定方式要可靠。

2. 在逐渐增大的海浪中，将浮标释放到水面上，然后开始计时，记录下浮标经过固定点的时间。

3. 重复进行多次测量，计算出平均周期和平均速度，然后计算出平均波高。

4. 根据浮标的轨迹和测量点的位置，可以绘制出波浪的形态。

实验结果：通过多次实验测量得到的数据，我们可以计算出平均波高、平均周期和平均速度等参数。

根据这些数据，我们可以了解波浪的特性以及波浪的形态。

同时，我们还可以通过对多个测量点进行测量，并比较不同点之间的参数，来分析波浪的传播规律和波浪的变化趋势。

实验讨论：在进行实验过程中，我们可以发现一些与波浪参数相关的现象。

例如，浅水区的波长较短，而波高较大；而在深水区，波长较长，波高较小。

这与波浪的传播规律和波浪理论相一致。

此外，我们还可以根据测量得到的波浪参数，来分析波浪对海洋气象和海洋工程的影响。

例如，波浪的高度和速度等参数，可以作为海洋气象学中研究风暴、风浪等自然灾害的重要参考依据；而波浪对海洋工程的影响，可以通过研究波浪力学和波浪参数分析来理解和预测。

实验总结：通过本实验，我们了解了波浪参数测量方法，并通过实际测量，得到了一些关于波浪的重要参数。

通过对这些参数的分析和研究，我们可以进一步了解波浪的特性，并探讨波浪与海洋气象和海洋工程等领域的关系。

同时，本实验还锻炼了我们的实验操作能力和数据分析能力，培养了我们科学研究的素质。

通过实验的结果和讨论，我们更加深入地认识到波浪是海洋中一种重要的运动形式，对于海洋学和相关学科的研究有着重要的意义。

波浪水槽综合实验一、实验目的：1、了解波浪水槽实验的基本原理和理论基础：包括基本造波方法、波浪理论、相似理论和近岸波浪传播现象2、了解造波机、浪高仪的基本构成和测量原理。

3、 通过实验采集一组波浪信号，分析波浪频谱特征4、 观测海堤附近波浪现象和越浪形态。

二、实验原理：1.造波方法和基本波浪理论自由表面重力波是船舶工程、海洋工程和海岸工程领域十分普遍的现象，配备造波机的波浪水槽是模拟波浪与二维结构物相互作用的常用实验设备。

通过给定造波信号由液压泵或步进电机控制推板运动，在波浪水槽中产生特定波列。

距离造波板2-3个波长外可以略去局部非传播模态的影响，可认为水槽中为行进波。

在水槽中通过浪高仪可以测量水槽中不同位置的波面时间过程线。

水槽中常用测力天平和压力传感器测量水动力载荷。

水槽末端设置多孔介质构成的消波区，消除反射波。

图1 波浪水槽示意图2.相似原理自由表面重力波的恢复力是重力，进行以重力为主要作用的流动实验通常采用重力相似准则或傅汝德数相似，其定义为/Fr v =，其中为流速，L 为特征长度，为重力加速度。

v g 波浪断面模型实验一般按重力相似准则设计。

若取几何比尺/2L p m L L 0λ==，有关物理模型比尺如下：时间比尺： 4.47t λ==速度比尺：4.47v λ==重度比尺： 38000WL λλ==单宽流量比尺：89.44Q λ==式中为工程原型长度，为模型长度。

pL mL 风速模拟通常按重力相似，风速测点位于测量断面上方中心。

3 近岸波浪现象3.1 线性波浪理论在平底均匀水深域中，根据势流理论波浪呈周期性分布。

单色行波波浪参数包括波浪周期T ，波长L ，波高H 和水深h ，如图2所示。

周期、波长和水深满足色散关系，对于线性波浪其表达式为，，其中波浪圆频率2tanh gk kh ω=2/T ωπ=，波数2/k L π=。

波高水深比为小量的波浪称为小振幅波，可用线性波浪理论描述，见图3。

利用波浪现象测量波长和频率波浪是一种自然界中常见的现象，它们在海洋、湖泊、河流等水域中都能被观察到。

利用波浪现象进行波长和频率的测量是一项重要的实验和应用技术。

本文将介绍利用波浪现象测量波长和频率的方法和原理。

一、波长的测量波长是指波浪中相邻两个波峰或波谷之间的距离，通常用符号“λ”表示。

测量波长的方法有多种，在这里介绍两种常用方法。

方法一：静态观测法1. 在波浪较为平缓的水域选择一个固定观测点，例如海岸线上的一个标志物。

2. 使用一个测量尺测量观测点到相邻波峰或波谷之间的距离，这个距离即为波长。

3. 根据测量尺的精度，可以进行多次测量并对结果进行平均，提高测量的准确性。

方法二：动态观测法1. 在波浪较为活跃的水域，例如海滩，选择一个测量起点。

2. 从测量起点沿水平方向，持续跟踪一个特定波浪形态（如波峰）的传播过程。

3. 记录测量起点到相同波浪形态再次经过测量点所经过的时间。

4. 根据测量点之间的距离和时间间隔，计算出波浪的速度。

5. 波速除以频率即可得到波长，即λ=v/f，其中v为波速，f为频率。

二、频率的测量频率是指在单位时间内通过某一点的波浪的数量，通常用符号“f”表示。

测量频率的方法有多种，下面介绍一种基于波浪传播的方法。

方法：浮标法1. 在测量水域中，选择一个起点并设置一个浮标，浮标应能够上下浮动跟随波浪的传播。

2. 记录浮标通过起点的时间，并记录一段时间内浮标通过起点的次数。

3. 根据浮标通过起点的次数和记录的时间，可以计算出单位时间内通过起点的浮标次数，即频率。

三、波速的测量波速是指波浪的传播速度，通常用符号“v”表示。

波速的测量也是利用波浪现象的重要内容。

以下介绍一种测量波速的方法。

方法：速度测量法1. 在测量水域中，设置一段已知长度的系绳，并固定在两个固定点上。

2. 在系绳上标记一个参考点，例如一个小纸片。

3. 当波浪通过系绳时，观察参考点的位置变化，并记录时间。

4. 根据参考点位置的变化和记录的时间，可以计算出波浪传播的距离和所用时间。