浙江大學《海岸動力學》考點整理

2023-01-17 03:00:03 字數 5263 閱讀 5445

【名詞解釋】

(15題×2分=30分)

第2章1. 海浪:風作用於海面產生的風浪

2. 湧浪:風平息後海面上仍然存在的波浪或風浪移動到風區以外的波浪。

3. 規則波不規則波/隨機波浪:規則波波形規則,具有明顯的波峰波谷,二維性質顯著。不規則波波形雜亂,波高,波週期和波浪傳播方向不定,空間上具有明顯三維性質。

4. 混合浪:風浪和湧浪疊加形成的波浪

5. 深水波,淺水波,有限水深波:深水波h/l大於1/2、淺水波h/l小於1/20、其之間的稱為有限水深波

6. 振盪波:波動中水質點圍繞其靜止位置沿著某種固有軌跡作週期性的來會往復運動,質點經過乙個週期後沒有明顯的向前推移的波浪。

7. 推進波:振盪波中若其波剖面對某一參考點作水平運動,波形不斷向前推移的波浪。

8. 立波:振盪波中若波剖面無水平運動,波形不再推進,只有上下振盪的波浪。

9. 推移波:波動中水質點只朝波浪傳播方向運動,在任一時刻的任一斷面上,沿水深的各質點具有幾乎相同的速度的波浪。

10. 振幅:波浪中心至波峰頂的垂直距離; 波高:波谷底至波峰頂的垂直距離

11. 波長:兩個相鄰波峰頂之間的水平距離

12. 波週期:波浪推進乙個波長距離所需要的時間

13. 波速、波數、波頻等概念。

14. 波的色散現象:不同波長(或週期)的波以不同速度進行傳播最後導致波的分離的現象

15. 波能流:波浪在傳播過程中通過單寬波峰線長度的平均的能量傳遞率

16. 波能:波浪在傳播過程中單寬波峰線長度乙個波長範圍內的平均總波能

17. 波群:波浪疊加後反映出來的總體現象

18. 波頻譜(頻譜)波能密度相對於組成波頻率的分布函式

19. 駐波:當兩個波向相反,波高、週期相等的行進波相遇時,形成駐波。

20. 孤立波:波峰尖陡、波谷平坦、波長無限大的波。

第3章1. 摩阻損失:海底床面對於波浪水流的摩阻力引起的能量損失;

2. 淺水變形:當波浪傳播至水深約為波長的一半時,波浪向岸傳播時,隨著水深的減小,波長和波速逐漸減小,波高逐漸增大,此現象即為淺水變形;

3. 波浪守恆:規則波在傳播中隨著水深變化,波速,波長,波高和波向都將發生變化,但是波週期則始終保持不變。

4. 波浪折射:當波浪傳播進入淺水區時,如果波向線與等深線不垂直而成一偏角,將發生波向線逐漸偏轉,趨向於與等深線和岸線垂直的現象;

5. 輻聚:在海岬岬角處,波向線將集中;輻散:在海灣裡,波向線將分散;

6. 波浪的繞射:波浪在傳播中遇到障礙物如防波堤、島嶼或大型墩柱時,繞過障礙物繼續傳播,這種現象稱為波浪繞射;

7. 繞射係數:繞射區內任一點波高與入射波高之比;

8. 破波帶:波浪破碎點至岸邊這一地帶稱為破波帶。

9. 崩破波,激破波,卷破波(p78)

10. 極限波陡:波浪達到破碎時的波陡。

11. 破碎指標:當地波高與水深之比。

第4章1. 潮汐:潮汐是海水在月球和太陽的引力作用下產生的一種週期性運動。它包括海面的週期性漲落(潮汐)和海水週期性的近似的水平流動(潮流)。

2. 潮:白天的海水水位週期性漲落;汐:晚上的海水水位週期性漲落;

3. 高潮:漲潮至最高水位;低潮:落潮至最低水位;潮差:二者之差;

4. 漲潮流:隨著漲潮而產生的潮流;落潮流:隨著落潮而產生的潮流;

5. 潮波:潮汐在海洋中產生以後,以波的形式向四周傳播,便形成潮波;

6. 引潮力:月球和太陽對地球上海水的引力以及地球與月球繞其公共質心旋轉時所產生的慣性離心力;

7. 週日不等現象(簡答題):相鄰兩次高(低)潮高度不等的現象,叫做潮高週日不等和潮時週日不等,統稱為潮汐週日不等。

8. 半月不等現象:月地日在空間相對位置的改變,月球引潮力和太陽引潮力合力作用引起,乙個月潮差變化兩個週期的現象叫半月不等。

9. 月不等現象:月地距離變化,近地點潮差大,遠地點潮差小;

10. 年不等現象:地日距離變化,近日點潮差大,遠日點潮差小;

11. 黃道:地球上觀察者在一年內觀察到的太陽在天球上投影的周年視運動軌道;

12. 白道:月球在繞地球公轉一周時,在天球上產生的乙個視運動的軌道。

13. 回歸潮:月赤緯最大時,週日不等現象最顯著;分點潮:月赤緯為0時,不出現週日不等現象;

14. 同潮時線:同時刻高潮點的連線;

15. 無潮點:振幅為0的點;

16. 等振幅線:同時刻振幅相等的點的連線;

17. 潮汐橢球:由於引潮力作用,全球水面平衡後呈橢圓形,赤道處潮差最大,南北兩極為負值;

18. 旋轉潮波:同潮時線繞無潮點作順時針(北半球)旋轉形成旋轉潮波;

19. 往復流:在近岸、河口區及狹長海峽地區,水流在平面上表現為沿某一軸線方向的往復運動。

20. 旋轉流:潮流因地轉力在較寬闊海域旋轉的表現。

21. 潮流餘流:從實測潮流總向量中除去淨潮流後剩下的部分;

22. 水底摩擦力:單位面積上水底對水流產生的阻力,同時也是水流對水底表面產生的作用力;

23. 湧潮:在某些河口,受水深沿程快速減小和逆向徑流影響,潮波變形形成了幾乎直立的波前,河口漲潮初期的潮位急劇上公升,這種現象稱之為湧潮。

24. 日潮:一晝夜內潮汐漲落各一次。半日潮:一晝夜內潮汐漲落各兩次。

第5章1. 波生流:短波波高變化所引起的短波動量向周圍流體的轉移。

2. 輻射應力:波浪運動過程中對周圍流體產生的作用力。

3. 波浪增水:伴隨波浪傳播而出現的平均水平面的公升高。

4. 波浪減水:伴隨波浪傳播而出現的平均水平面的降低。

5. 裂流:是波浪在海岸破碎後,壅高於岸邊的水體通過破浪帶流回海洋的條帶狀強烈表面流。

6. 沿岸流:沿著區域性淺海海岸流動的海流。

【簡述題】

(4題×10分=40分)

第2章1.建立簡單波浪理論時,作了哪些假設?

(1)流體是均質和不可壓縮的,密度ρ為一常數;

(2)流體是無粘性的理想流體;

(3)自由水面的壓力均勻且為常數;

(4)水流運動是無旋的;

(5)海底水平且不透水;

(6)作用於流體上的質量力僅為重力,表面張力和柯氏力可忽略不計;

(7)波浪屬於平面運動,即在xz水平面內運動。

2.簡述質量輸移流產生的原因。

第3章1.簡述波浪傳播過程中能量損失的途徑。

①摩阻損失。海底床面對波浪水流的摩阻力引起能量損失;

②滲透損失。當海底泥沙顆粒較粗,滲透性較大時,由於波峰和波谷的波浪壓力不同,在床質內部引起滲透水流而造成的能量損失。

③泥面波阻力損失。當海床由流動性的淤泥質軟泥組成時,波峰和波谷下的壓力差可能誘發泥面波,由於軟泥內部粘性很大,因此泥面波也可能導致損失一部分或大部分能量。

2.簡述斯奈爾折射定律物理意義。

當波浪斜向進入淺水區後,同一波峰線的不同位置將按照各自所在地點的水深決定其波速,處於水深較大位置的波峰線推進較快,處於水深較小位置的推進較慢,波峰線就因此而彎曲並漸趨於與等深線平行,波峰線則趨於垂直於岸線,這種波峰線和波向線隨水深變化而變化的現象就是波浪折射。斯奈爾定律就是對波峰線和波向線隨水深變化而變化這一現象的數學描述。按次定律即可繪製波浪折射圖。

第4章1.根據平衡潮理論,簡述潮汐週日不等現象及其產生原因

原因:月赤緯和緯度的變化

表現:半日潮兩個高低潮高和漲落潮時間不等

2.潮波進入河口後會發生哪些變化?(和3差不多。但是回答更簡略)

海洋潮波進入河口區後,由於水深變小、河口平面形態、底摩阻、淺灘及端部反射、河流徑流等的影響,潮波的波面形態、波動型別及潮差將沿程變化。

作為前進波的潮波遇到河口淺灘、河岸和河口頂端會發生反射,特別是平面呈喇叭形、水深急劇變小的河口中,潮波反射強烈,近於駐波的性質。此時,高低潮位時潮流速度為0,中潮位時流速最大且比潮位變化提前π/2相位。

波面形態的變化取決於水深的變化,形成了波峰(高水位)速度大於波谷(低水位),使得潮波曲線形狀不對稱;潮位上公升快回落慢;漲潮歷時短落潮歷時延長;漲潮流速大於落潮流速。

河道截面積的向陸沿程減小會引起能量的匯聚,使潮差增大,形成了「喇叭」效應;潮波在河口淺灘和邊界的反射可形成駐波,使潮差增大;底部摩阻消耗潮波能量,使潮差減小。

第5章1.簡述波浪增減水及其形成機理。

【計算題】

(2題×10分=20分)

第2章1.在某水深處的海底設定壓力式波高儀,測得週期t=9s,最大壓力pmax=159800n/m2(包括靜水壓力,但不包括大氣壓力),最小壓力pmin=147000n/m2,問當地水深波高值. ()

解:分析壓力公式pz

=0時壓力最小,即:pmin=147000n/m2 (1)

=1時壓力最大,

即 pmax=159800n/m2 (2)

由(1)式可得z=-15m 故h=-z=15m

由瀰散方程: , t=9s, h=15m

可得l=95.5m kh=0.066*15=0.99

代入(2)式可得 h=4.0m.

2.海面上波高2公尺,週期t為xx,一艘船錨鏈斷了,3小時後離開了多少距離?

第3章1.(淺水變形係數+折射係數)

若深水波高h0=1m,週期t=5s,深水波向角α0=45°,等深線全部平行,波浪在傳播中不損失能量,計算水深h=10m處的波高.(用線性波理論,已知t=5s,h=10m時,l=36.563m)。

解:l=36.563m時

=7.3

(1)淺水變形係數

其中=7.8m/s =7.3m/s

==0.61

故 =0.935

(2)波浪折射係數

有可得=41.5°

故 =0.97

則=0.935×0.97×1=0.907m

2.(極限波高,破碎角)

在深水中,5s週期的波浪不破碎可能達到的最大波高是多大?

若此波浪的波高h0 =1m,深水波向角α0=45,波浪在海灘上破碎時,求破碎角.設海灘坡度極為平緩。

解:(1)當t=5s =39.01m h=0.142×39.01=5.54m

(2)第5章(破碎波高,水深(第三章內容),增減水)

1.海灘坡度為1:20,深水波高h0=2m,週期t=8s,折射係數kr=0.

875,繞射係數kd=1.0。求(1)破碎波高(2)破碎處減水(3)靜水岸線增水。

(已知破碎波高滿足經驗公式,為等價深水波高)

解.(1)破碎波高

m ,h'0=krkd h0=1.714m

公式(3-87)=1.369

所以破碎波高hb=h'0*1.369=2.35m

(2)破碎處減水:

公式(3-85)=12.35m

公式(5-31) =-0.1469m

(3)靜水岸線增水:

公式(5-38)=0.197m

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