3、海岸动力学教学大纲-东南大学质量工程公共服务平台.doc

3、海岸动力学教学大纲 （课程编号：2104302 学分—学时：2.0—32） 东南大学交通学院 一、课程的性质与目的 海岸动力学是港口航道及海岸工程专业的一门重要专业基础课。其主要任务是使学生认识与掌握海岸动力因素（主要是波浪、潮汐、潮流与近岸波浪流）的基本理论及海岸泥沙运动的主要规律。使学生在港口选址，港口及航道的平面布置，港口及航道的淤积及海岸变形方面有一定的基础知识，为研究港口及航道的回淤规律打下一定的基础。同时初步具备一定的阅读英文专业文献的能力，初步的专业英语语言交流能力，为学习专业课程以及今后从事科学研究打下基础。 二、课程内容的教学要求 本课程内容以海岸动力因素(主要是波浪。潮汐与近岸波浪流）作为出发点，以在这些动力因素作用下的泥沙运动基本规律为基础，以海滩上的泥沙运动与冲淤规律作为归结。在讲授中应紧紧抓住波浪流→泥沙运动→海滩变形这条主线，注意内容上前后衔接与呼应，并注意与其他课程内容上的联系。对各部分内容的重点、深度与广度提出如下意见： 1. 绪论 海岸动力学课程的任务，它与港口工程、海岸工程的关系，它的研究对象与研究方法，说明海岸动力因素与泥沙运动的相互关系。 2. 波浪理论 海浪分类，波浪运动的描述，控制方程与定解条件。微幅波理论：势函数和波面方程，弥散方程，微幅波速度场，质点运动轨迹，压力场，波群和波群速，驻波理论，幅射应力及能量流。斯托克斯有限振幅波理论：二阶解的势函数与波面方程，质点轨迹速度，质量输移。浅水非线性波理论：椭圆余弦波理论简介，孤立波理论简介。各种波理论的适用范围。随机波理论简介。 重点是线性波理论，对线性波理论的各环节都要讲清，但不作推导，二阶斯托克斯波着重讲波浪的非线性影响。其他波浪理论仅作简要介绍。 3. 波浪的传播、变形与破碎 重点是波浪在浅水中传播时各波要素的变化，使学生掌握求任意水深处波高、波长、波速、波向角的方法。波浪在浅水中的底部摩阻力及在海滩上的破损对于泥沙运动都是基本知识，也要讲清楚。要使学生掌握 求破波要素的方法。 4. 近岸波浪流 重点是沿岸流。辐射应力、波浪的增减水、近岸波浪流的微分方程式都是推导沿岸流公式的基础知识，着重讲物理现象及概念，公式推导从简。 5. 潮波动力理论 潮汐成因可作简单介绍。着重介绍浅海中的潮波运动，用自由潮波的运动方程来解释旋转潮波与旋转潮流的成因，使学生对浅海潮波潮流的特性有所了解。对潮流的数学模型仅作一般介绍，以扩大学生的视野，可用具体例子说明潮流模型在港口工程中的应用。 6. 沙质海岸泥沙运动 重点是推移质与悬移质输沙率，突出“波浪作用”的特点。但由于河流动力学中的常用公式与海岸动力学中的常用公式往往难以衔接，有些方法，如能量输沙原理又不得不从单向水流的情况讲起。关于波流共同作用下的输沙率，除在推移质输沙中都有相应的处理方法外，着重介绍摩阻流速修正的方法。 7. 岸滩演变 突出泥沙的横向运动与纵向运动两条主线，尤以纵向运动为重点。横向运动着重讲剖面形状的变化。纵向运动着重讲岸线形状的变化。同时要讲清动力平衡的概念。可结合海岸的地形地貌、海岸变形、海港与航道的淤积作生动的讲解。 沿岸输沙率公式中重点是波能流法。 对岸线变形的数学模型可作较具体的介绍。这种模型比较简单，便于讲解，目的是使学生对数学模型这种方法有比较实际的了解。 8. 淤泥质海岸的泥沙运动 限于目前学科水平，对淤泥质海岸的泥沙运动规律还不可能作系统的叙述。本章重点讲述细颗粒泥沙的特性及其运动特点。并对我国工程中实际应用的有关淤泥质海岸港口及航道与计量的估算方法作一介绍。 三、实验要求 无 四、能力培养的要求 1、计算分析能力的培养：具有正确分析和计算波浪、潮汐、近岸流及泥沙运动的能力。诸如能计算各种波浪要素在不同水深处的数值及泥沙冲淤变化等等。 2、科学研究能力的培养：培养学生应用基本的力学原理，建立起现象各要素之间的数学力学关系的理论分析方法的能力，应用流体力学的基础理论解决近岸地区各种动力现象的内在联系。 3、自学能力的培养：海岸动力学与其它多种学科有着密切的联系，要培养学生自主学习的能力，能够围绕课堂教学内容，自学相关学科知识，扩充知识领域。 4、创新能力的培养：培养和鼓励学生的创新意识，激励学生的求知热情，提高学生探索、研究和实践的能力。 5、掌握常用的英文专业术语，熟练阅读英文教材的主要内容。 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论实 验上机海岸动力学32 绪论2 波浪理论8 波浪的传播、变形和破碎4近岸波浪流3 海岸带潮波运动4 沙质海岸的泥沙运动4 海岸演变3 淤泥质海岸的泥沙运动