波浪实验报告(带处理程序)

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 TOC o 1-5 h z 一、波浪数据采集及波高统计试验5 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 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

2、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。-10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18.7219.7518.0319.5120.2317.6720.1121.94

3、18.72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h 1/3。不规则波采集到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6.965.547.9616.3514.8013.246.803.665.35序号101112131415161718波高12.6611.

4、224.656.016.566.275.506.2612.47序号192021222324252627波高14.5617.2721.9312.2520.9112.5410.339.286.94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123

5、456789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:h 1/3=15.28。四、试验结论1、规则波是指具有确定波高、周期的波浪；不规则波是指波高、 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 波的波高不是完全相等，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

6、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

7、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。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-5.24Hi%（m）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=丁原/错误!未找到引用源。，H模二H原/27, DD原/27, P模二P原/27。各测点实际距底面高度（从下往上）传感器 编号5053174820152413916高

8、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，

9、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.

10、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. 384.6单位:kPa4. 70. 537. 14 8.085. 08m4. 3m3. 53m2 - 89m2. 14m1. 31mXXfl. 53ni-0. 24m-1.04m5. T8m(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(

11、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)9.366.515.714.708.087.149.384.646.130.53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:11.18 7-10. otJ4单位：kPa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止 值。可

12、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。Private Sub Command1_Click()Dim s1 As String, i As Integer, j As IntegerDim s2() As Double, change() As IntegerDim h1 As Double, h2 As Double, H As DoubleOpen G:AA2.tx

13、t For Input As 12Do While Not EOF(12)Line Input #12, s1If s1 Theni = i + 1ReDim Preserve s2(i)s2(i) = Val(s1)End IfLoopFor i = 1 To 7999If s2(i) * s2(i + 1) 0Thenj = j + 1ReDim Preserve change(j) change(j) = iEnd IfNext iOpen G:AA3.txt For Output As #15For i = 1 To Int(UBound(change) / 2)h1 = min(s2

14、, change(2 * i - 2) + 1, change(2 * i - 1) h2 = max(s2, change(2 * i - 1) + 1, change(2 * i) H = h2 - h1Write #15, HNext iClose #1End SubPublic Function min(ByRef A1() As Double, m1 As Integer, m2 As Integer) As DoubleDim k1 As Integermin = A1(m1)For k1 = m1 To m2If A1(k1) max Then max = A2(k2)End I

15、fNext k2End FunctionPrivate Sub Command1_Click()Dim s1() As String, s2(1 To 2000, 1 To 10) As Double, i As Integer, j As Integer, k As IntegerDim change1() As Integer, change2() As Integer, change3() As Integer, change4() As Integer, change5() As IntegerDim change6() As Integer, change7() As Integer

16、, change8() As Integer, change9() As Integer, change10() As IntegerDim ss1() As Double, ss2() As Double, ss3() As Double, ss4() As Double, ss5() As Double, ss6() As DoubleDim ss7() As Double, ss8() As Double, ss9() As Double, ss10() As DoubleDim h As DoubleOpen G:06B22.txt For Input As 16Do While No

17、t EOF(16)i = i + 1ReDim Preserve s1(i)Line Input #16, s1(i)LoopFor i = 1 To 2000s2(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, 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, 7) = Val(Mid(s1(i

18、), 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)Next iFor i = 1 To 1999If s2(i, 1) * s2(i + 1, 1) 0 Thenk = k + 1ReDim Preserve change1(k)change1(k) = iEnd IfNext ik = 0For i = 1 To 1999If s2(i, 2) * s2(i + 1, 2) 0 Thenk = k + 1ReDim Pres

19、erve change2(k)change2(k) = iEnd IfNext ik = 0For i = 1 To 1999If s2(i, 3) * s2(i + 1, 3) 0 Then k = k + 1ReDim Preserve change3(k) change3(k) = iEnd IfNext ik = 0For i = 1 To 1999If s2(i, 4) * s2(i + 1, 4) 0 Then k = k + 1ReDim Preserve change4(k) change4(k) = iEnd IfNext ik = 0For i = 1 To 1999If s2(i, 5) * s2(i + 1