波浪的破碎学习.pptx

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第一节、波浪在浅水中的变化
第二节、波浪在水流中的特性
第三节、波浪近底边界层和底摩阻引起的波浪衰减
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第一节波浪在浅水中的变化
风浪离开风区后继续传播,传播中由于弥散和能量损失,其频率范围和能量不断变化,风浪逐渐转化为涌浪,涌浪的频谱范围窄,波形接近于简谐波。
涌浪传到滨海区以后,受海底地形、地貌、水深变浅、沿岸水流、港口及海岸建筑物等的影响,波浪产生变形、折射、绕射、反射等;当波浪变陡或水深减少到一定限度后,产生破碎。
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波浪在浅水中的变化对港口海岸建筑物和近岸航道设计等是重要的。在多数情况下,波浪是构成近岸泥沙运动的主要原因,近岸泥沙运动影响着航道和港区的淤积,造成岸滩的侵蚀变形。
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波浪的浅水变形开始于波浪第一次“触底”的时候,,波长和波速逐渐减小,波高逐渐增大,到了波浪破碎区外不远处,波浪的波峰尖起,波谷变坦而宽,当深度减小到一定程度时,出现各种形式的波浪破碎。
此外,随着水深变浅,如果波向与海底等深线斜交,波向也将发生变化,即所谓产生折射。
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一、波浪守恒
波浪进入浅水区后,随着水深变化,其波速、波长、波高和波向将发生变化,但是其波周期则始终保持不变。
波向与x轴交角为α的波动,波面方程如何表示?
波浪沿x方向传播其波面方程
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波浪沿x方向传播时波面方程
定义
与x轴交角为α(波向)
定义波数矢量
波向单位矢量
波向与x轴交角为α时波面
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(相位函数)

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波面
波向沿x轴
波向与x轴交角为α
传播方向沿x轴
波向与x轴交角为α
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势函数
波向沿x轴
波向与x轴交角为α
波向沿x轴
波向与x轴交角为α
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

(波浪守恒方程)
波浪守恒方程的物理意义?
对于稳定的波场,波周期(T=2π/σ)为常量,即不随空间变化,即使水深有缓慢变化时,波周期也始终保持恒量。
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