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海岸动力学第一章概论1、海岸带宽度按从海岸线向内陆扩展10km，向外海延伸到-15~-20m水深计算。
2、海岸的类型：按照岸滩的物质组成可以把海岸分作基岩海岸、沙质海岸、淤泥质海岸和生物海岸等类型。
基岩海岸，特征是：岸线曲折、湾岬相间；岸坡陡峭、滩沙狭窄。
此类海岸水深较大，掩蔽较好，基础牢固，可以选作兴建深水泊位的港址。
沙质海岸：岸线平顺，岸滩较窄，坡度较陡，常伴有沿岸沙坝、潮汐通道和泻湖。
此类海岸常是发展旅游、渔港的良好场所。
淤泥质海岸：此类海岸岸线平直，一般位于大河河口两侧，岸坡坦缓、潮滩发育好、宽而分带，潮流、波浪作用显著，以潮流作用为主；潮滩冲淤变化频繁，潮沟周期性摆动明显。
淤泥质海岸滩涂资源丰富，有利于发展海洋水产养殖、发展海涂圈围成为陆用于发展农业与盐业或畜牧业等其他产业。
生物海岸：包括红树立海岸和珊瑚礁海岸。
海岸的基本概念：海岸是海洋和陆地相互接触和相互作用的地带，包括遭受海浪为主的海水动力作用的广阔范围，即从波浪所能作用到的海底，向陆延至暴风浪所能达到的地带。
外滩：指破波点到低潮线之间的滩地。
离岸区：破波带外侧延伸到大陆架边缘的区域。
淤泥质海岸从陆到海由三部分组成：潮上带，位于平均大潮高潮位以上；潮间带，为平均大潮高潮位到平均大潮低潮位之间的海水活动地带；和潮下带，在平均大潮低潮位向海一侧。
海岸侵蚀：指海水动力的冲击造成海岸线的后退和海滩的下蚀。
引起海岸侵蚀的原因主要有两种：一是由于自然原因：如河流改道或入海泥沙减少、海面上升或地面沉降、海洋动力作用增强等；二是由于为人原因，如拦河坝的建造、滩涂围垦、大量开采海滩沙、珊瑚礁，滥伐红树林，以及不适当的海岸工程设施等。
常见的海岸动力因素主要有：波浪的作用，波浪是引起海岸变化的主要原因；海岸波生流：斜向入射的波浪进入海滨地带后，在破波带引起一股与岸线平行的平均流，即沿岸流。
波浪在传向海岸的过程中会导致海岸水域出现流体质量的汇聚，这包括波浪由离岸水域传入破波带伴随着质量输移流向海岸汇集；方向相对的沿岸流在交汇点产生流体质量汇聚。
《海岸动力学》课程考核作业2018年—2019年度第二学期年级：班级：学生姓名：学号：教师姓名：成绩：注意事项1.答题必须写清题号；2.字迹要清楚保持卷面清洁；第二部分：数值计算一、椭圆余弦波的波长计算1.1椭圆余弦波clc;clearH=1;h=3;g=9.8;for k=0:0.000001:1[K,E]=ellipke(k);T=4*h*k*K/sqrt(3*g*H*(1+H/h*(1/k^2-0.5-1.5*E/(k^2*K))));if T>14.992&&T<15.001TkL=sqrt(16*h^3/3*H)*k*Kendend结果为：T = 14.9938s；k = 0.3177；L = 6.5741m1.2微幅波理论clc;clear;g=9.8;t=15;h=3;f = @(l) l-g*t^2/(2*pi)*tanh(2*pi*h/l);fplot(f,[0 100]);xlabel('l');ylabel('f(l)');x = fzero(f,[0 100])结果为：L = 80.6039 m1.3总结在浅水情况下，使用Airy波理论，会产生很大的误差（1120%），此时应该使用非线性波理论。
二、波浪斜向入射近岸浅水变形波高数值计算2.1层流边界层function dy=cl(x,y)h0=2.81;m=0.05;g=9.8;v=0.000001;t=6;b=2*pi/t;a0=45;c0=g*t/(2*pi);dy=-(v*b)^(1/2)*y/(2*2^(0.5)*g.^(0.5)*(h0-m*x)^(1.5)*(1-(sin(a0)/c0)^(2)*g*(h0-m*x))^(0.5))-0.25*m*y*((sin(a0)/c0)^(2)*(h0-m.*x)-1)*(h0-m.*x)*(1-(sin(a0)/c0)^(2)*g*(h0-m*x)).^(-1);;clc;clear;[x,y]=ode45(@cl,[0,35],1)plot(x,y,'-b')绘出图像为：图1 层流边界层2.2紊流边界层function dy=wl(x,y)h0=2.81;m=0.05;g=9.8;t=6;a0=45;c0=g*t/(2*pi);fw=0.0093;dy=-fw*y^2/(3*pi*(h0-m*x)^(2)*(1-(sin(a0)/c0)^(2)*g*(h0-m*x))^(0.5))-0.25*y*m*(g*(sin(a0)/c0)^(2)*(1-(sin(a0)/c0)^(2)*g*(h0-m*t))^(-1)-(h0-m*x)^(-1));endclc;clear;[x,y]=ode45(@wl,[0,35],1)plot(x,y,'-b')xlabel('与初始点距离/m');ylabel('波高/m');绘出图像为：图2 紊流边界层2.3结论经比较可以看出，紊流情况下波高增量比层流情况小，这说明，紊流情况下波能的衰减较层流情况下更加强烈；波高增加的趋势基本一致。
海岸动力学上海海事大学2007106130041. 波浪分类：1按形态分布分规则波和不规则波2按波浪是否破碎分破碎波、未破碎波和破后波3按水深分h/l<0.05为浅水波；0.05≤h/l ≤0.5为有限水深波；h/l>0.5为深水波2. 波浪运动的描述方法：欧拉法、拉格朗日法3. 波理论的简单描述：微幅波理论和斯托克斯波理论（有限水深波理论）4. 波浪描述的参数：（基本参数）空间尺度包括波高H ，振幅a ，波面η，波长L ，水深h ；时间尺度包括波周期T ，波频率f=1/T ，波速c=L/T 。
（复合参数）波动角频率σ=2π/T ，波数k=2π/L ，波陡δ=H/L ，相对水深h/L 或kh5. 波理论假设：1流体是均质和不可压缩的，其密度为常数2流体是无粘性的理想流体3自由水面的压力是均匀的且为常数4水流运动是无旋的5海底水平不透水6流体上的质量力仅为重力，表面张力和柯氏力可忽略不计7波浪属于水平运动，即在xy 平面内做6. 波动方程：拉普拉斯方程 伯努利方程边界条件7. 微服波控制方程： 自由水面波面曲线：η=2H cos(kx-σt)；自由表面边界条件：σ2=gktanh(kh)弥散方程 弥散方程：表面波浪运动中角频率σ、波数k ，水深h 之间的相互关系推导：L= π2gT 2tanh(kh)；c=π2gT tanh(kh)；c 2=kg tanh(kh)——σ=2π/T ；k=2π/L ；c=L/T 8. 迭代法求波长9. 名词解释：弥散（色散）现象：当水深给定是，波的周期越长，波长也越长，这样就使不同波长的波在传播过程中逐渐分散开来。
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10. 深水波和浅水波：根据双曲函数图像深水波：潜水波：11. 水质点运动方程：12. 轨迹为一个封闭的圆，在水底处b=0，说明水质点沿水滴只作水平运动。
在深水情况下，运动轨迹为一个圆，随着指点距水面的深度增大，轨迹圆的半径以指数形式迅速减小。
河海大学考博海岸动力学复习知识点海岸动力学复习资料第一章1•海岸带宽度按从海岸线向内陆扩展10KM,向外海延伸到-15~-20m水深计算。
2. 海岸类型：基岩海岸，砂质海岸，淤泥质海岸，生物海岸。
3. 海岸的根本概念：海岸是海洋和陆地相互接触和相互作用的地带，包括遭受波浪为主的海水动力作用的广阔范围，即从波浪所能作用到的海底，向陆延伸至暴风浪所能到达的地带。
4. 海岸动力因素：波浪的作用、海岸波生流、潮流的作用、径流的作用、海流的作用、风暴潮和海啸、风的作用、海平面上升。
5. 波浪是引起海岸变化的主要因素。
6. 近岸波生流一一波浪传至近岸地区发生变形、折射与破碎，不仅其尺度改变了，同时还形成的一定水体流•7. 沿岸流一一斜向入射的波浪进入海滨地带后，在破波带引起一股与海岸平行的平均流。
8. 裂流流速很高，会带动强烈的向外海输移的泥沙运动。
9•潮流对海岸的作用：影响海岸带波浪的作用范围及作用强度；影响海岸带地貌类型的发育；潮流流速影响海岸带的侵蚀与淤积。
10.河流径流挟带着大量的泥沙在河口外扩散和沉积，是海岸淤涨的主要物质来源之一，导致在河口外发育着河口三角洲或三角港。
第二章1. 风浪的大小取决于风速、风时和风距的大小。
由于风速风向复杂多变，风所引起的海浪在形式上也极为复杂，波形极不规那么，传播方向变化不定，不可能用简单确实定性数学公式来描述，所以经常把风浪称为不规那么波。
2. 波浪的分类：1〕按形态分类：规那么波和不规那么波2〕按传播海域的水深分类：深水波、有限水深波、潜水波〔深水波与有限水深波界限为h/L=1/2，潜水波与有限水深波界限为h/L=1/20 〕。
3〕按运动状态分类：震荡波、推进波、推移波4〕按破碎与否分类：破碎波、未破碎波、破后波5〕按运动学和动力学的处理方法：微幅波和有限振幅波3. 波浪运动控制方程222204. 定解条件：1〕海底外表设为固壁，因此水质点垂直速度为零。
——0 z=-hz2〕在波面z=处，应满足动力学边界条件运动学边界条件。
第一章1． 1 建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设？1． 2 试写出波浪运动基本方程和定解条件，并说明其意义。
1． 3 试写出微幅波理论的基本方程和定解条件，并说明其意义及求解方法。
1． 4 线性波的势函数为 gh cosh k h zsin kx t2 cosh kh 证明上式也可写为 Hc cosh k h zsin kx t 2 sinh kh1． 5 由线性波的势函数证明水质点轨迹速度H cosh k h z u cos kx t T sinh kh H sinh k h zsin kx tT sinh kh并绘出相位 kx t =0~2 时自由表面处的质点轨迹速度变化曲线以及相位等于 ， 3 /2 和 2 时质点轨迹速度沿水深分布。
1．6 试根据弥散方程， 编制一已知周期 T 和水深 h 计算波长、波数和波速的程序，并计算出 T =9s ， h 分别为 25m 和 15m 处的波长和波速。
1．10 在水深为 10m 处，波高 H =1m ，周期 T =6s ， –5m 、– 10m 处水质点轨迹直径。
1． 1 在 某 水 深 处 的 海 底 设 置 压 力 式 波 高 仪 ， 测 得 周 期 T =5s ，2pmax 85250 N /m （包括静水压力， 但不包括大气压力 问当地水深、波高是多少 ?0， /2 ， 1． 证明只有水深无限深时，水质点运动轨迹才是圆。
1． 证明线性波单位水柱体内的平均势能和动能为116 gH 2。
1． 在水深为 20m 处，波高 H =1m ，周期 T =5s， 用线性波理论计算深度 z =– 2m 、 –5m 、 – 10m 处水质点轨迹直径。
用线性波理论计算深度 z =– 2m 、 最大压力 2 ），最小压力 p min 76250 N1．12 若波浪由深水正向传到岸边，深水波高H 0 2m，周期T 10s ，问传到 lkm长的海岸上的波浪能量（以功率计）有多少？设波浪在传播中不损失能量。
第一章波浪理论1。
1建立简单波浪理论时，一般作了哪些假设？【答】:（1）流体是均质和不可压缩的，密度ρ为一常数；(2）流体是无粘性的理想流体；(3)自由水面的压力均匀且为常数；（4）水流运动是无旋的；（5）海底水平且不透水；（6)作用于流体上的质量力仅为重力,表面张力和柯氏力可忽略不计;（7）波浪属于平面运动，即在xz水平面内运动.1。
2试写出波浪运动基本方程和定解条件,并说明其意义。
【答】:波浪运动基本方程是Laplace方程：2222=∂∂+∂∂zxφφ或写作：02=∇φ。
该方程属二元二阶偏微分方程，它有无穷多解。
为了求得定解，需有包括初始条件和边界条件的定解条件：初始条件：因波浪的自由波动是一种有规则的周期性运动，初始条件可不考虑。
边界条件:（1）在海底表面，水质点垂直速度应为0，即=-=h z w或写为在z=—h 处,0=∂∂zφ（2）在波面z=η处，应满足两个边界条件，一是动力边界条件、二是运动边界条件A 、动力边界条件02122=+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂==ηφφφηηg z x tz z由于含有对流惯性项⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂2221z x φφ，所以该边界条件是非线性的。
B 、运动边界条件，在z=η处0=∂∂-∂∂∂∂+∂∂zx x t φφηη。
该边界条件也是非线性的. （3）波场上下两端面边界条件),(),,(z ct x t z x -=φφ其中c 为波速，x —ct 表示波浪沿x 正向推进。
1。
3试写出微幅波理论的基本方程和定解条件,并说明其意义及求解方法.【答】：微幅波理论的基本方程为：02=∇φ定解条件：z=-h 处,0=∂∂zφz=0处，022=∂∂+∂∂z g tφφz=0处，⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=t g φη1),(),,(z ct x t z x -=φφ求解方法：分离变量法1。
4线性波的势函数为()[]()()t kx kh z h k gH σσφ-⋅+⋅=sin cosh cosh 2, 证明上式也可写成()[]()()t kx kh z h k Hc σφ-⋅+⋅=sin sinh cosh 2 【证明】：由弥散方程：()kh gk tanh 2⋅=σ以及波动角频率σ和k 波数定义：T πσ2=，Lk π2= 可得：()kh Lg T tanh 22ππσ⋅=⋅，即()()kh kh L T g cosh sinh ⋅⋅=σ 由波速c 的定义:TLc =故：()()c kh g kh sinh cosh ⋅=⋅σ 将上式代入波势函数：()[]()()t kx kh z h k gH σσφ-⋅+⋅=sin cosh cosh 2 得：()[]()()t kx kh z h k Hc σφ-⋅+⋅=sin sinh cosh 2即证。
海岸动力学习题补充一、填空题：1、一列简单波浪进入浅水区后，在传播中随水深变化，其、、和都将发生变化，但是其则始终保持不便，波浪这一性质为分析它从深水传播到浅水的变化提供方便。
2、近岸流包括、和。
3、海岸可分为海岸和海岸。
4、拜落诺能量输沙漠型中输沙率可表示为和的乘积。
5、近岸区泥沙运动按方向不同可分为运动和运动。
6、沿岸输沙率的波能流法把和联系起来。
7、以为界，把水域分为近岸区和离岸区，近岸区进一步可分为__________、和。
8、波浪按形态可分为波和波。
9、描述简单波浪的理论主要有波理论和波理论。
10、已知波周期为5s，则其深水波长为米，波速为米/秒。
11、频谱S(σ)相当于相对于的分布函数。
12、在海岬岬角处，波向线集中，这种现象称为，在海湾里，波向线分散，称为。
13、泥沙连续方程0=+⋅dz ds s s s εω中，s s ⋅ω为，dz ds s ε-表示，s ε为。
14、沿岸输沙是和共同作用引起的向泥沙运动，主要发生在内，其机理是、。
15、辐射应力可定义为波浪运动引起的。
16、一般将作为深水波和有限水深波的界限，将作为有限水深波和浅水波的界限。
17、描述不规则波系的方法主要有法和法。
18、方向谱是一种维谱。
19、破碎波的类型主要有、和。
20、在破波带外的浅水区，波高随水深减小而，因而辐射应力沿程，发生现象。
21、泥沙活动参数M=，它表示和之间的比值。
22、沿岸流最大输沙率在和之间。
23、和是砂质海岸的重要特征构造。
24、是形成沿岸沙坝的主要原因。
25、海滩的一个重要性质就是它的特性。
填空题答案：1、波速，波长，波高，波向，波周期2、向岸流，沿岸流，离岸流3、沙质，淤泥质4、载沙量，流速5、横向，沿岸6、沿岸输沙，波功率沿岸分量7、破波点，外滩，前滩，后滩8、规则；不规则9、微幅；斯托克斯10、38.99；7.8011、波能密度；组成波频率12、辐聚；辐散13、沉降率；紊动扩散引起的向上的泥沙通量；紊动扩散系数14、波浪；波导沿岸流；纵；破波；波浪掀沙；沿岸流输沙15、剩余动量流16、h=L/2；h=L/2017、特征波；谱表示18、二19、崩破波；卷破波；激散波20、增大；增大；减水21、Dgusm)(ρρρ-；促使泥沙起动的力；重力引起的稳定力22、破波线；沿岸流速最大值之间23、沿岸沙坝；滩肩24、卷破波25、动态变化二、选择题（每题至少有一个正确答案）1、微幅波理论作的假定有（）A、波浪运动速度是缓慢的。
