波浪运动控制方程和定解条件.ppt

;;;;2、按波浪形态分类 规则波:离开风区后自由传播时的涌浪接近于规则波。 不规则波:大洋中的风浪。;4、按波浪运动状态分类 ;;;;二、波浪运动的描述方法和控制方程 1、波浪运动的描述方法 ;描述规则波浪运动的理论 ;2、波浪运动控制方程和定解条件 ;简单波理论假设： 流体是均质和不可压缩的； 流体是无粘性的理想流体； 自由水面的压力是均匀的且为常数； 水流运动是无旋的； 海底水平、不透水； 流体上的质量力仅为重力； 波浪属于平面运动，即在xz平面内作二维运动。 ;势波的水质点的水平分速u和垂直分速w可由速度势函数导出 ;;自由水面运动学边界条件为;波动定解问题;两个困难 ;第二节 微幅波理论 ;;微幅波理论控制方程和定解条件可综合写成如下;二、微幅波理论解——微幅波势函数和弥散方程 ;弥散方程等价关系式 ;;三、微幅波解的讨??——深水波和浅水波 ;2浅水波情况 当水深与波长相比很小时，;浅水波 (长波) ;四、微幅波的速度场和加速度场 ;五、微幅波的质点运动轨迹 ;水质点的迁移量; 水质点运动轨迹为一个封闭椭圆，其水平长半轴为a，垂直短半轴为b。在水面处b＝H/2，即为波浪的振幅，在水底处b＝０，说明水质点沿水底只作水平运动。 ;;;;　　Kz—为压力响应系数或压力灵敏度系数，它是z的函数，随着质点位置深度增大而迅速减小 ;七、微幅波的波能和波能流 ;七、微幅波的波能和波能流 ; 波浪动能是由于质点运动而产生，一个波长范围内单宽波峰线长度的波浪动能由下式计算;2微幅波波能流(或波功率) ; 微幅波传播过程中不会引起质量输移，但波动会产生能量的输送。微幅波波能流由下式计算: ;八、微幅波的动量流和辐射应力;2辐射应力(波浪引起的周期平均动量流) ;作用在垂直于y轴平面上的y方向剩余动量流;3微幅波中的辐射应力 ; 当波浪场中波高不变时，单位水柱体上的作用力是平衡的。若波浪场中的波高随(x, y)而变，则辐射应力也随(x, y)而改变。 ;九、波群和波群速度 ; 两列简单波迭加后的波形还是一个周期波，其最大振幅为H(为组成波振幅的2倍);;十、驻波 ;十、驻波 ;u恒为???，w及η具最大的振幅;; 推进波对直立墙正向入射并发生全反射时，反射波与后一个振幅、波速、周期相等的入射波叠合，就会产生上述的立波。 ; 系统地讨论了微幅波的控制方程、定解条件、微幅波理论解以及其运动特性等。 微幅波理论是各种波浪理论中最为基本的理论，其概念清楚，公式简明，运用方便，是解决港口、海岸工程各种实际问题最重要的工具之一，目前仍被工程界广泛用于解决各类实际问题。微幅波理论还可推广用来解决目前用其它非线性波理论还难以解决的一些问题，诸如波浪折射、绕射现象和不规则波的波谱理论等。 实践表明，在许多实际问题中，尽管实际波况已超出了微小波高的假设，但应用微幅波理论进行计算往往仍可取得比较可信的结果。