波浪实验报告(带处理程序(河海港航))

1、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月一、波浪数据采集及波高统计试验5二、波压力量测试验1018三、附件112四、附件2一、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

2、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F。规则波共采集到2000个实验数据，作出下图的波形图，如图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123456789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。不规则波分析：实验结果主要统计有效波高H1/3。不规则

3、波采集到8000个实验数据，作出的波形图如下图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H。利用VB编制程序进行处理（程序和处理规则波的1/3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6.965.547.9616.3514.8013.246.803.665.35序号101112131415161718波高12.6611.224.656.016.566.275.506.2612.47序号192021222324252627波高14.5617.2721.9312.252

4、0.9112.5410.339.286.94序号282930313233343536波高8.6711.7811.703.6611.9317.932.5013.2412.67序号373839404142434445波高2.855.8112.3911.438.358.229.9310.1115.77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1

5、4.1214.1013.2413.2412.6712.6612.5412.47利用excel计算前三分之一部分大波的平均值，即得有效波高:h/I528。四、试验结论1、规则波是指具有确定波咼、周期的波浪；不规则波是指波咼、波长和波周期变化不规则的波浪。从试验采集到的数据看，虽然规则波的波咼不是完全相等，但是最大与最小的相对差值不超过20%；规则波的变化相当大，最大与最小波高相差极大。2、规则波的波形稳定、近似于正弦波（如图1）；不规则波波形呈杂乱、不规则状态（如图2）。二、波压力量测试验一、试验目的海岸和近海工程的设计和建设，波浪与建筑物相互作用的研究是前提。波浪与建筑物的相互作用，决定工程目

6、标的实现和建筑物的稳定与安全。在海岸和近海工程中,如海上平台，离岸式码头,防波堤,挡土墙等建筑物，这类建筑物的主要外力之一就是作用在其上的波浪力，因此，波浪与建筑物相互作用研究中，波浪作用力的研究显得非常重要。本次试验波压力测试部分是采用实际工程的有关技术资料，对建筑物迎浪面斜坡进行波浪作用的物理模型试验。通过模型对斜坡式护面在不同潮位和波浪组合的作用下，测定其承受的波压力。波浪对建筑物作用力部分的研究，将找出波浪作用力随水深、入射波高大小的变化而产生的分布规律。二、试验要求试验采用规则波进行。(1) 、模型比尺的确定；(2) 、波要素的率定；(3) 、模型上压力分布的测量，要求测点不少与5个

7、。三、试验水文要素底高程潮位水深波要素Zd(m)Z(m)D(m)五十年一遇周期-5.24H(m)1%T(s)4.009.242.675.353.008.242.525.25四、模型布置及试验仪器1、模型布置：根据重力相似准则，采取正态比尺1:27,于是有T模二T原/错误!未找到引用源。H=H/27，D=D/27，P=P/27。模原模原模原各测点实际距底面高度（从下往上）传感器编号5053174820152413916咼度（cm）14.617.620.423.326.429.231.634.437.339.92、试验仪器：本次试验使用的主要仪器为DJ800型多功能监测系统。DJ800型多功能监测

8、系统是由计算机、多功能监测仪和各种传感器组成的数据采集和数据处理系统。它能对多种物理量的数据，进行准同步采集。例如水位、波高、点脉动压力、面脉动压力、拉力、三维总力、二维流速、护舷、位移、温度、应变以及模拟电压等。本次试验用其进行点脉动压力的同步采集。五、试验过程及结果分析1、试验过程试验成员分为2组，一组成员进行波浪要素的率定，另外一组成员同时进行波压力传感器的安装，待率定结束后再将建筑物放入试验水槽，进行波浪压力的量测。设置造波机参数后开启造波机，同时设置采样控制系统的参数，并待波面稳定后开始采样。试验采用规则波，试验结果主要统计平均正向波压力。2、结果分析零线以上波峰的峰值即为试验得出的

9、正向波压力，每个波峰得到一个正向波压力值，将采集到的所有正向波压力值进行算术平均，得到平均正向波压力值。利用VB编程（程序见附件2）可以得到各个正向波压力。然后利用excel每一测点一系列正向波压力的平均值得平均正向波压力。（1）当潮位为4.00m，水深为9.24m时，程序计算结果如下:传感器编号505317482015241316所测波压力（kPa）0.3930.4140.2760.3730.3110.2820.2190.1640.032所测波压力按1:27比尺换算（kPa）10.6111.187.4410.078.397.615.914.430.86注：此次共测得了两组数据，处理时取它们的

10、平均值，且舍去了9#通道的数据（由于都是负值）。其波压力图如下图:6.139.38ELTBm4.6单位:kPa7.148.084.79.366-515,70.535.08m4.3m3.53m2-89m2.151.31mXXH53ni-0.24m-1.04m(2)当潮位为3.00m,水深为8.24m时，程序计算结果如下:传感器编号5053174820152413916所测波压力(kPa)0.3470.2410.2120.1740.2990.2640.3470.1720.2270.019所测波压力按1:27比尺换算(kPa)9.366.515.714.708.087.149.384.646.130

11、.53注：在处理实验时，将9#通道的试验数据统一加上了0.35。其相应的波压力图如下图:图4六、试验结论1、波浪压力沿斜面从水面上到水底的分布大致为先增大后减小；2、波压力的最大值大致出现在距静水面一倍波高的水面下；3、随着潮位的增大，平均正向波压力值也有所增大；4、理论上讲，对于静水面以上所布置的测点测得的压力应始终为正值。可实际试验所得数据静水面以上测点的波压力也呈现正负变化，且最大值不在距静水面一倍波高的水面下。出现这样的结果，原因可能有：波吸力可能影响波浪压力分布；波浪破碎时的增减水带来的影响；安装压力探头时可能存在松动现象；压力探头失灵；造波控制系统或数据接受系统故障等。附件1Pri

12、vateSubCommand1_Click()DimsiAsString,iAsInteger,jAsIntegerDims2()AsDouble,change()AsIntegerDimhiAsDouble,h2AsDouble,HAsDoubleOpen"G:AA2.txt"ForInputAs12DoWhileNotEOF(12)LineInput#12,siIfsi<>""Theni=i+iReDimPreserves2(i)s2(i)=Val(si)EndIfLoopFori=iTo7999Ifs2(i)*s2(i+1)<0T

13、henj=j+iReDimPreservechange(j)change(j)=iEndIfNextiOpen"G:AA3.txt"ForOutputAs#i5Fori=iToInt(UBound(change)/2)hi=min(s2,change(2*i-2)+i,change(2*i-i)h2=max(s2,change(2*i-i)+i,change(2*i)H=h2-hiWrite#i5,HNextiClose#iEndSubPublicFunctionmin(ByRefAi()AsDouble,miAsInteger,m2AsInteger)AsDoubleDi

14、mkiAsIntegermin=Ai(mi)Forki=miTom2IfAi(ki)<minThenmin=Ai(ki)EndIfNextkiEndFunctionPublicFunctionmax(ByRefA2()AsDouble,miiAsInteger,m22AsInteger)AsDoubleDimk2AsIntegermax=A2(m11)Fork2=milTom22IfA2(k2)>maxThenmax=A2(k2)EndIfNextk2EndFunction附件2PrivateSubCommand1_Click()Dims1()AsString,s2(1To2000

15、,1To10)AsDouble,iAsInteger,jAsInteger,kAsIntegerDimchange1()AsInteger,change2()AsInteger,change3()AsInteger,change4()AsInteger,change5()AsIntegerDimchange6()AsInteger,change7()AsInteger,change8()AsInteger,change9()AsInteger,change10()AsIntegerDimss1()AsDouble,ss2()AsDouble,ss3()AsDouble,ss4()AsDoubl

16、e,ss5()AsDouble,ss6()AsDoubleDimss7()AsDouble,ss8()AsDouble,ss9()AsDouble,ss10()AsDoubleDimhAsDoubleOpen"G:06B22.txt"ForInputAs16DoWhileNotE0F(16)i=i+1ReDimPreserves1(i)LineInput#16,s1(i)LoopFori=1To2000s2(i,1)=Val(Mid(s1(i),2,10)s2(i,2)=Val(Mid(s1(i),12,10)s2(i,3)=Val(Mid(s1(i),22,10)s2(i

17、,4)=Val(Mid(s1(i),32,10)s2(i,5)=Val(Mid(s1(i),42,10)s2(i,6)=Val(Mid(s1(i),52,10)s2(i,刀=Val(Mid(s1(i),62,10)s2(i,8)=Val(Mid(s1(i),72,10)s2(i,9)=Val(Mid(s1(i),82,10)s2(i,10)=Val(Mid(s1(i),92,10)NextiFori=1To1999Ifs2(i,1)*s2(i+1,1)<0Thenk=k+1ReDimPreservechange1(k)change1(k)=iEndIfNextik=0Fori=1To19

18、99Ifs2(i,2)*s2(i+1,2)<0Thenk=k+1ReDimPreservechange2(k)change2(k)=iEndIfNextik=0Fori=1To1999Ifs2(i,3)*s2(i+1,3)<0Thenk=k+1ReDimPreservechange3(k)change3(k)=iEndIfNextik=0Fori=1To1999Ifs2(i,4)*s2(i+1,4)<0Thenk=k+1ReDimPreservechange4(k)change4(k)=iEndIfNextik=0Fori=1To1999Ifs2(i,5)*s2(i+1,5)

19、<0Thenk=k+1ReDimPreservechange5(k)change5(k)=iEndIfNextik=0Fori=1To1999Ifs2(i,6)*s2(i+1,6)<0Thenk=k+1ReDimPreservechange6(k)change6(k)=iEndIfNextik=0Fori=1To1999Ifs2(i,刀*s2(i+1,刀<0Thenk=k+1ReDimPreservechange7(k)change7(k)=iEndIfNextik=0Fori=1To1999Ifs2(i,8)*s2(i+1,8)<0Thenk=k+1ReDimPres

20、ervechange8(k)change8(k)=iEndIfNextik=0Fori=1To1999Ifs2(i,9)*s2(i+1,9)<0Thenk=k+1ReDimPreservechange9(k)change9(k)=iEndIfNextik=0Fori=1To1999Ifs2(i,10)*s2(i+1,10)<0Thenk=k+1ReDimPreservechange10(k)change10(k)=iEndIfNextiFori=1To2000ReDimPreservess1(i)ss1(i)=s2(i,1)NextiFori=1To2000ReDimPreserv

21、ess2(i)ss2(i)=s2(i,2)NextiFori=1To2000ReDimPreservess3(i)ss3(i)=s2(i,3)NextiFori=1To2000ReDimPreservess4(i)ss4(i)=s2(i,4)NextiFori=1To2000ReDimPreservess5(i)ss5(i)=s2(i,5)NextiFori=1To2000ReDimPreservess6(i)ss6(i)=s2(i,6)NextiFori=1To2000ReDimPreservess7(i)ss7(i)=s2(i,7)NextiFori=1To2000ReDimPreserv

22、ess8(i)ss8(i)=s2(i,8)NextiFori=1To2000ReDimPreservess9(i)ss9(i)=s2(i,9)NextiFori=1To2000ReDimPreservess10(i)ss10(i)=s2(i,10)NextiOpen"G:P111.txt"ForOutputAs#111Fori=1Tolnt(UBound(change1)/2)h=max(ss1,change1(2*i-2)+1,change1(2*i)Write#111,hNextiOpen"G:P112.txt"ForOutputAs#112Fori

23、=1ToInt(UBound(change2)/2)h=max(ss2,change2(2*i-2)+1,change2(2*i)Write#112,hNextiOpen"G:P113.txt"ForOutputAs#113Fori=1ToInt(UBound(change3)/2)h=max(ss3,change3(2*i-2)+1,change3(2*i)Write#113,hNextiOpen"G:P114.txt"ForOutputAs#114Fori=1ToInt(UBound(change4)/2)h=max(ss4,change4(2*i-2)+1,change4(2*i)Write#114,hNextiOpen"G:P115.txt"F