河海大學(xué)海岸動力學(xué)實驗報告

海岸動力學(xué)實驗報告專業(yè)年級：姓名：學(xué)號：二〇一二年五月中國南京目錄實驗一：波浪數(shù)據(jù)采集與波高統(tǒng)計實驗…………3一、實驗?zāi)康摹?二、實驗要求……………………3三、實驗過程……………………3四、結(jié)果分析……………………4五、實驗結(jié)論……………………8實驗二：波壓力測量實驗…………9一、實驗?zāi)康摹?二、實驗要求……………………9三、實驗水文要素………………10四、實驗儀器……………………10五、實驗過程……………………10六、結(jié)果分析……………………11七、實驗結(jié)論……………………13實驗一：波浪數(shù)據(jù)采集與波高統(tǒng)計實驗一、試驗?zāi)康牧私獠ɡ酥幸?guī)那么涉及不規(guī)那么波的區(qū)別，波浪模型的一般方法，規(guī)那么波波高、周期、不規(guī)那么波高的統(tǒng)計方法。二、試驗要求試驗采用規(guī)那么涉及不規(guī)那么波進(jìn)行。1、規(guī)那么涉及不規(guī)那么波的測量。2、規(guī)那么涉及不規(guī)那么波特征值的統(tǒng)計。3、試驗報告的編寫，要求報告能準(zhǔn)確的反映試驗?zāi)康?、方法、過程及結(jié)論。三、試驗過程試驗中共設(shè)置四根波高傳感器，四個同學(xué)為一組，每人采用其中一根傳感器的數(shù)據(jù)計算波高，規(guī)那么波采樣時間為20s，不規(guī)那么波采樣時間為80s左右。規(guī)那么波試驗結(jié)果主要統(tǒng)計平均波高。波峰減波谷即為波高，將采集到的所有波高進(jìn)行算術(shù)平均，得到規(guī)那么波的平均波高。不規(guī)那么波試驗結(jié)果主要統(tǒng)計有效波高。波峰減波谷即為波高，將采集到的所有波高進(jìn)行排序，取前1/3大波進(jìn)行算術(shù)平均，得到不規(guī)那么波的有效波高。四、結(jié)果分析：本次實驗使用fortran90語言編寫計算程序。程序截圖〔作為運(yùn)行結(jié)果，右為局部算法〕具體代碼：PROGRAMMAIN IMPLICITNONE INTEGER::I=0,I1=0,K=2000,J=0,NUM_MAX=0,NUM=0!考慮K行 REAL::MAX=0,MIN=0,SUM_MAX=0,T REAL,DIMENSION(4,2000)::DATA=0!ASSUMINGTHATK=100;DATA(I,J)對應(yīng)為第I個變量的第J個數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)文件中第J行第I列。數(shù)據(jù)共2000行 INTEGER,DIMENSION(100)::ZERO_POINT=0!ASSUMINGTHATK=100 REAL,DIMENSION(4,100)::HEIGHT=0 REAL,DIMENSION(4)::SUM_HEIGHT=0 OPEN(10,FILE='2A0407_8001.TXT') READ(10,*)DATA CLOSE(10) DONUM=1,4 SUM_MAX=0;ZERO_POINT=0;J=0 DOI=1,K-1 IF(DATA(NUM,I)<1E-8)THEN IF(DATA(NUM,I+1)>0)THEN!采用上跨零點(diǎn)法，DATA(3,I)對應(yīng)零點(diǎn)前最末負(fù)值，DATA(3,I+1)對應(yīng)零點(diǎn)后首個正值 J=J+1 ZERO_POINT(J)=I IF(J>1)THEN MAX=0;MIN=0 DOI1=ZERO_POINT(J-1)+1,ZERO_POINT(J) IF(DATA(NUM,I1)>MAX)MAX=DATA(NUM,I1) !找到波峰點(diǎn) IF(DATA(NUM,I1)<MIN)MIN=DATA(NUM,I1) !找到波谷點(diǎn) ENDDO SUM_MAX=SUM_MAX+MAX! NUM_MAX=NUM_MAX+1 HEIGHT(NUM,J-1)=MAX-MIN ENDIF ELSEIF(DATA(NUM,I+1)>1E-8)THEN !對于恰好是零點(diǎn)的情況，考慮DATA(NUM,I)*DATA(NUM,I+1)>0，重復(fù)上一個IF的循環(huán) J=J+1 ZERO_POINT(J)=I+1 IF(J>1)THEN MAX=0;MIN=0 DOI1=ZERO_POINT(J-1)+1,ZERO_POINT(J) IF(DATA(NUM,I1)>MAX)MAX=DATA(NUM,I1) !找到波峰點(diǎn) IF(DATA(NUM,I1)<MIN)MIN=DATA(NUM,I1) !找到波谷點(diǎn) ENDDO SUM_MAX=SUM_MAX+MAX! NUM_MAX=NUM_MAX+1 HEIGHT(NUM,J-1)=MAX-MIN ENDIF ENDIF ENDIF ENDDO PRINT*,"上跨零點(diǎn)位置",ZERO_POINT(1:J) ENDDO DOI=1,4 PRINT*,I+5,"通道下波高",HEIGHT(I,1:J-1) ENDDO! 下面為求1/3大波波高 DONUM=1,4 DOI1=1,J-2 DOI=2,J-1 IF(HEIGHT(NUM,I)>HEIGHT(NUM,I-1))THEN T=HEIGHT(NUM,I);HEIGHT(NUM,I)=HEIGHT(NUM,I-1);HEIGHT(NUM,I-1)=T ENDIF ENDDO ENDDO PRINT*,"***",HEIGHT(NUM,1:J-1) ENDDO T=0 DONUM=6,9 SUM_HEIGHT(NUM)=0 DOI=1,(J-1)/3 SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)+HEIGHT(NUM,I) ENDDO SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)/4 PRINT*,NUM,"通道下1/3大波波高為",SUM_HEIGHT(NUM) SUM_HEIGHT(NUM)=0 DOI=1,J-1 SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)+HEIGHT(NUM,I) ENDDO SUM_HEIGHT(NUM)=SUM_HEIGHT(NUM)/(J-1) PRINT*,NUM,"通道下平均波高為",SUM_HEIGHT(NUM) ENDDOEND規(guī)那么波運(yùn)行結(jié)果如下：上跨零點(diǎn)位置8726845263282099711741356154517391923上跨零點(diǎn)位置128315492675860104012191402159017831964上跨零點(diǎn)位置2020038656774893211141290147216591850上跨零點(diǎn)位置912724566348131000118113521535172619186通道下波高16.7970015.6430013.9570014.9200014.4390013.7800015.7190015.6560014.3630013.742007通道下波高18.2010017.8180018.5330019.1590018.3660018.8140020.5510020.0530019.6060018.533008通道下波高17.6060018.5940017.9230017.5920017.8690017.1710016.6840016.6830017.3820017.395009通道下波高15.8300015.9490014.9880014.3310015.3180013.9090014.1070015.2520016.1600015.63300***16.7970015.7190015.6560015.6430014.9200014.4390014.3630013.9570013.7800013.74200***20.5510020.0530019.6060019.1590018.8140018.5330018.5330018.3660018.2010017.81800***18.5940017.9230017.8690017.6060017.5920017.3950017.3820017.1710016.6840016.68300***16.1600015.9490015.8300015.6330015.3180015.2520014.9880014.3310014.1070013.909006通道下1/3大波波高為14.704506通道下平均波高為16.908307通道下1/3大波波高為13.349507通道下平均波高為15.630508通道下1/3大波波高為11.853008通道下平均波高為13.531709通道下1/3大波波高為11.554759通道下平均波高為11.65000不規(guī)那么波運(yùn)行結(jié)果如下：上跨零點(diǎn)位置11964075587599311117117713351487162217231885上跨零點(diǎn)位置652364386198189691180126313941556168817961936上跨零點(diǎn)位置9527449669988310481260136014761618177218691999上跨零點(diǎn)位置1673585597679461120133115481693186419446通道下波高11.0280018.1150023.1860012.9560019.8390010.991001.8760008.2400007.9990007.8340007通道下波高14.7910015.9140018.7500011.8920019.6570010.308003.5630007.03700010.052006.2200008通道下波高14.7070015.6690013.7190018.1730019.4900010.806005.7200006.0100009.6989997.4060009通道下波高11.3560017.0150015.4750018.9500016.8040012.172007.88200011.080005.2370003.395000***23.1860019.8390018.1150012.9560011.0280010.991008.2400007.9990007.8340001.876000***19.6570018.7500015.9140014.7910011.8920010.3080010.052007.0370006.2200003.563000***19.4900018.1730015.6690014.7070013.7190010.806009.6989997.4060006.0100005.720000***18.9500017.0150016.8040015.4750012.1720011.3560011.080007.8820005.2370003.3950006通道下1/3大波波高為15.285006通道下平均波高為12.206407通道下1/3大波波高為13.580257通道下平均波高為11.818408通道下1/3大波波高為13.333008通道下平均波高為12.139909通道下1/3大波波高為13.192259通道下平均波高為11.93660五、實驗結(jié)論：本次實驗本人采用的數(shù)據(jù)為6通道規(guī)那么波：6通道該波列的有效波高H1/3=14.704506通道該波列的平均波高H=16.90830不規(guī)那么波：6通道該波列的有效波高H1/3=15.285006通道該波列的平均波高H=12.20640實驗二：波壓力測量實驗一、試驗?zāi)康暮０逗徒９こ痰脑O(shè)計和建設(shè)，波浪與建筑物相互作用的研究是前提。波浪與建筑物的相互作用，決定工程目標(biāo)的實現(xiàn)和建筑物的穩(wěn)定與平安。在海岸和近海工程中,如海上平臺,離岸式碼頭,防波堤,擋土墻等建筑物,這類建筑物的主要外力之一就是作用在其上的波浪力，因此，波浪與建筑物相互作用研究中，波浪作用力的研究顯得非常重要。二、試驗要求試驗采用規(guī)那么波進(jìn)行?！?〕、模型比尺確實定。模型比尺1：27〔2〕、波要素的率定。〔3〕、模型上壓力分布的測量，要求測點(diǎn)不少與5個?！?〕、試驗報告的編寫，要求報告能準(zhǔn)確的反映試驗?zāi)康?、方法、過程及結(jié)果，能總結(jié)出壓力在建筑物上分布的規(guī)律性，包含壓力分布圖，壓力實測波形并給出最終壓力的原型值。三、試驗水文條件底高程潮位水深波要素Zd(m)Z(m)D(m)五十年一遇周期H1%〔m〕T(s)-5.243.758.992.615.302.757.992.285.20底高程潮位水深波要素四、試驗儀器本次試驗使用的主要儀器為DJ800型多功能監(jiān)測系統(tǒng)。DJ800型多功能監(jiān)測系統(tǒng)是由計算機(jī)、多功能監(jiān)測儀和各種傳感器組成的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。它能對多種物理量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行準(zhǔn)同步采集。例如水位、波高、點(diǎn)脈動壓力、面脈動壓力、拉力、三維總力、二維流速、護(hù)舷、位移、溫度、應(yīng)變以及模擬電壓等。本次試驗用其進(jìn)行點(diǎn)脈動壓力的同步采集。五、試驗過程試驗成員分為2組，一組成員進(jìn)行波浪要素的率定，另外一組成員同時進(jìn)行波壓力傳感器的安裝，在斜坡中選取10個測點(diǎn)裝入壓力傳感器，待率定結(jié)束后再將建筑物防入試驗水槽，進(jìn)行波浪壓力的量測。試驗采用規(guī)那么波，試驗結(jié)果主要統(tǒng)計平均正向波壓力。零線以上波峰的峰值即為試驗得出的正向波壓力，每個波峰得到一個正向波壓力值，將采集到的所有正向波壓力值進(jìn)行算術(shù)平均，得到平均正向波壓力值。六、結(jié)果分析本次實驗采用fortran90語言編程程序截圖〔左上為潮位2.75結(jié)果，左中、左下為潮位3.75結(jié)果右為算法〕程序代碼：PROGRAMMAIN IMPLICITNONE INTEGER::I=0,I1=0,K=2000,J=0,NUM_MAX=0,NUM=0!考慮K行 REAL::MAX=0,MIN=0,SUM_MAX=0,T REAL,DIMENSION(10,2000)::DATA=0!ASSUMINGTHATK=100;DATA(I,J)對應(yīng)為第I個變量的第J個數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)文件中第J行第I列。數(shù)據(jù)共2000行 INTEGER,DIMENSION(100)::ZERO_POINT=0!ASSUMINGTHATK=100 REAL,DIMENSION(100)::HEIGHT=0 REAL,DIMENSION(5)::AA=0 OPEN(10,FILE='A1_8001.TXT') READ(10,*)DATA CLOSE(10) DONUM=1,10 SUM_MAX=0;ZERO_POINT=0;J=0 DOI=1,K IF(DATA(NUM,I)<0)then IF(DATA(NUM,I+1)>0)then!采用上跨零點(diǎn)法，DATA(3,I)對應(yīng)零點(diǎn)前最末負(fù)值，DATA(3,I+1)對應(yīng)零點(diǎn)后首個正值 J=J+1 ZERO_POINT(J)=I IF(J>1)THEN MAX=0;MIN=0 DOI1=ZERO_POINT(J-1)+1,ZERO_POINT(J) IF(DATA(NUM,I1)>MAX)MAX=DATA(NUM,I1) !找到波峰點(diǎn) IF(DATA(NUM,I1)<MIN)MIN=DATA(NUM,I1) !找到波谷點(diǎn) ENDDO SUM_MAX=SUM_MAX+MAX! NUM_MAX=NUM_MAX+1 HEIGHT(J-1)=MAX-MIN! PRINT*,"波峰值=",MAX,"波谷值=",MIN,"波峰累計值=",SUM_MAX,HEIGHT(J-1)!,"波峰個數(shù)=",NUM_MAX ENDIF endif endif ENDDO! PRINT*,"上跨零點(diǎn)位置",ZERO_POINT(1:J) PRINT*,NUM,"平均正向波壓力",SUM_MAX/(J-1)!NUM_MAX=J-1 ENDDOEND潮位為2.75m運(yùn)行結(jié)果：1平均正向波壓力0.28816672平均正向波壓力0.13868423平均正向波壓力0.29127784平均正向波壓力0.40028005平均正向波壓力0.17056256平均正向波壓力0.36995007平均正向波壓力0.0000000E+008平均正向波壓力0.11793559平均正向波壓力6.4862065E-0210平均正向波壓力NaN潮位為3.75m運(yùn)行結(jié)果1：1平均正向波壓力0.30507142平均正向波壓力0.28483333