河海大学海岸动力学实验报告

海岸动力学实验报告专业年级：姓名：学号：二〇一二年五月中国南京目录实验一：波浪数据采集与波高统计实验…………3一、实验目的……………………3二、实验要求……………………3三、实验过程……………………3四、结果分析……………………4五、实验结论……………………8实验二：波压力测量实验…………9一、实验目的……………………9二、实验要求……………………9三、实验水文要素………………10四、实验仪器……………………10五、实验过程……………………10六、结果分析……………………11七、实验结论……………………13实验一：波浪数据采集与波高统计实验一、试验目的了解波浪中规那么涉及不规那么波的区别，波浪模型的一般方法，规那么波波高、周期、不规那么波高的统计方法。二、试验要求试验采用规那么涉及不规那么波进行。1、规那么涉及不规那么波的测量。2、规那么涉及不规那么波特征值的统计。3、试验报告的编写，要求报告能准确的反映试验目的、方法、过程及结论。三、试验过程试验中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，规那么波采样时间为20s，不规那么波采样时间为80s左右。规那么波试验结果主要统计平均波高。波峰减波谷即为波高，将采集到的所有波高进行算术平均，得到规那么波的平均波高。不规那么波试验结果主要统计有效波高。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，得到不规那么波的有效波高。四、结果分析：本次实验使用fortran90语言编写计算程序。程序截图〔作为运行结果，右为局部算法〕具体代码：PROGRAMMAIN IMPLICITNONE INTEGER::I=0,I1=0,K=2000,J=0,NUM_MAX=0,NUM=0!考虑K行 REAL::MAX=0,MIN=0,SUM_MAX=0,T REAL,DIMENSION(4,2000)::DATA=0!ASSUMINGTHATK=100;DATA(I,J)对应为第I个变量的第J个数据，即数据文件中第J行第I列。数据共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!采用上跨零点法，DATA(3,I)对应零点前最末负值，DATA(3,I+1)对应零点后首个正值 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) !找到波峰点 IF(DATA(NUM,I1)<MIN)MIN=DATA(NUM,I1) !找到波谷点 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 !对于恰好是零点的情况，考虑DATA(NUM,I)*DATA(NUM,I+1)>0，重复上一个IF的循环 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) !找到波峰点 IF(DATA(NUM,I1)<MIN)MIN=DATA(NUM,I1) !找到波谷点 ENDDO SUM_MAX=SUM_MAX+MAX! NUM_MAX=NUM_MAX+1 HEIGHT(NUM,J-1)=MAX-MIN ENDIF ENDIF ENDIF ENDDO PRINT*,"上跨零点位置",ZERO_POINT(1:J) ENDDO DOI=1,4 PRINT*,I+5,"通道下波高",HEIGHT(I,1:J-1) ENDDO! 下面为求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大波波高为",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,"通道下平均波高为",SUM_HEIGHT(NUM) ENDDOEND规那么波运行结果如下：上跨零点位置8726845263282099711741356154517391923上跨零点位置128315492675860104012191402159017831964上跨零点位置2020038656774893211141290147216591850上跨零点位置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大波波高为14.704506通道下平均波高为16.908307通道下1/3大波波高为13.349507通道下平均波高为15.630508通道下1/3大波波高为11.853008通道下平均波高为13.531709通道下1/3大波波高为11.554759通道下平均波高为11.65000不规那么波运行结果如下：上跨零点位置11964075587599311117117713351487162217231885上跨零点位置652364386198189691180126313941556168817961936上跨零点位置9527449669988310481260136014761618177218691999上跨零点位置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大波波高为15.285006通道下平均波高为12.206407通道下1/3大波波高为13.580257通道下平均波高为11.818408通道下1/3大波波高为13.333008通道下平均波高为12.139909通道下1/3大波波高为13.192259通道下平均波高为11.93660五、实验结论：本次实验本人采用的数据为6通道规那么波：6通道该波列的有效波高H1/3=14.704506通道该波列的平均波高H=16.90830不规那么波：6通道该波列的有效波高H1/3=15.285006通道该波列的平均波高H=12.20640实验二：波压力测量实验一、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平安。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。二、试验要求试验采用规那么波进行。〔1〕、模型比尺确实定。模型比尺1：27〔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。〔4〕、试验报告的编写，要求报告能准确的反映试验目的、方法、过程及结果，能总结出压力在建筑物上分布的规律性，包含压力分布图，压力实测波形并给出最终压力的原型值。三、试验水文条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、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，在斜坡中选取10个测点装入压力传感器，待率定结束后再将建筑物防入试验水槽，进行波浪压力的量测。试验采用规那么波，试验结果主要统计平均正向波压力。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。六、结果分析本次实验采用fortran90语言编程程序截图〔左上为潮位2.75结果，左中、左下为潮位3.75结果右为算法〕程序代码：PROGRAMMAIN IMPLICITNONE INTEGER::I=0,I1=0,K=2000,J=0,NUM_MAX=0,NUM=0!考虑K行 REAL::MAX=0,MIN=0,SUM_MAX=0,T REAL,DIMENSION(10,2000)::DATA=0!ASSUMINGTHATK=100;DATA(I,J)对应为第I个变量的第J个数据，即数据文件中第J行第I列。数据共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!采用上跨零点法，DATA(3,I)对应零点前最末负值，DATA(3,I+1)对应零点后首个正值 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) !找到波峰点 IF(DATA(NUM,I1)<MIN)MIN=DATA(NUM,I1) !找到波谷点 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,"波峰累计值=",SUM_MAX,HEIGHT(J-1)!,"波峰个数=",NUM_MAX ENDIF endif endif ENDDO! PRINT*,"上跨零点位置",ZERO_POINT(1:J) PRINT*,NUM,"平均正向波压力",SUM_MAX/(J-1)!NUM_MAX=J-1 ENDDOEND潮位为2.75m运行结果：1平均正向波压力0.28816672平均正向波压力0.13868423平均正向波压力0.29127784平均正向波压力0.40028005平均正向波压力0.17056256平均正向波压力0.36995007平均正向波压力0.0000000E+008平均正向波压力0.11793559平均正向波压力6.4862065E-0210平均正向波压力NaN潮位为3.75m运行结果1：1平均正向波压力0.30507142平均正向波压力0.28483333