第三章近岸波浪流.ppt

第三章近岸波浪流;;海流 潮流 风吹流 波导流;近岸流研究目的:预测近岸流引起的泥沙搬运、岸滩演变和污染物搬运过程。对砂质海岸岸线变化起主导作用的是破碎波引起的沿岸流和与之相关的离岸流和向岸流。近岸流的净流速不大，但其输送的是由波浪振荡流搅动后的泥沙。 ; 幅射应力定义为波浪运动引起的波周期时均剩余动量流。辐射应力理论澄清了沿岸流形成的力学机理，在波浪增减水和近岸流系研究中得到广泛应用。本章首先导出基于辐射应力理论的近岸流控制方程，然后讨论近岸区水面变化和近岸流场。 ;第二节 近岸流控制方程 一、近岸流质量和动量守恒方程;沿水深积分 进行波周期平均，;; 求解近岸流场问题中，近岸各点水深和波浪条件包括波高、波向角及周期应预先给定，以计算辐射应力项。; 方程中时间变化项的时间尺度远大于波周期，它表示的是波浪条件(浪高、周期等)随时间变化引起的近岸流场的变化过程。在实际应用中，可引入一些简化假定。;;二、床面阻力项 ;三、侧向紊动掺混项 ;第三节 波浪增水和减水 一、 一维波浪增减水方程;;二、破波带外的减水和破碎带内增水 ;; 破波带内，波浪破碎发生能量损失，幅射应力沿程减小，引起增水现象。;时均水面与岸坡相交处，波浪增水达到最大值 ;第四节 平直岸滩的沿岸流 一、概述 ;二、不考虑侧向掺混的斜向入射波引起的沿岸流;床面切应力 ; 沿岸流的形成原因是：沿岸方向辐射应力的切向分量Sxy在向岸方向(x方向)的变化。 假定沿岸流速度远小于波浪水质点轨迹速度，入射角很小，;破波带外的情况 ;; 对于均匀底坡，沿岸流V与当地时均水深D成正比。沿岸流速度分布呈三角形 ;三、考虑侧向掺混的斜向入射波引起的沿岸流; N是代表侧向掺混强度的参数，Cf代表底部摩阻力的参数，故P是表示侧向掺混与底摩阻相对重要性。 ;四、沿岸不均匀海滩剖面上的近岸流 ;四、沿岸不均匀海滩剖面上的近岸流 ;第三十一页，共三十一页，2022年，8月28日第三章近岸波浪流;;海流 潮流 风吹流 波导流;近岸流研究目的:预测近岸流引起的泥沙搬运、岸滩演变和污染物搬运过程。对砂质海岸岸线变化起主导作用的是破碎波引起的沿岸流和与之相关的离岸流和向岸流。近岸流的净流速不大，但其输送的是由波浪振荡流搅动后的泥沙。 ; 幅射应力定义为波浪运动引起的波周期时均剩余动量流。辐射应力理论澄清了沿岸流形成的力学机理，在波浪增减水和近岸流系研究中得到广泛应用。本章首先导出基于辐射应力理论的近岸流控制方程，然后讨论近岸区水面变化和近岸流场。 ;第二节 近岸流控制方程 一、近岸流质量和动量守恒方程;沿水深积分 进行波周期平均，;; 求解近岸流场问题中，近岸各点水深和波浪条件包括波高、波向角及周期应预先给定，以计算辐射应力项。; 方程中时间变化项的时间尺度远大于波周期，它表示的是波浪条件(浪高、周期等)随时间变化引起的近岸流场的变化过程。在实际应用中，可引入一些简化假定。;;二、床面阻力项 ;三、侧向紊动掺混项 ;第三节 波浪增水和减水 一、 一维波浪增减水方程;;二、破波带外的减水和破碎带内增水 ;; 破波带内，波浪破碎发生能量损失，幅射应力沿程减小，引起增水现象。;时均水面与岸坡相交处，波浪增水达到最大值 ;第四节 平直岸滩的沿岸流 一、概述 ;二、不考虑侧向掺混的斜向入射波引起的沿岸流;床面切应力 ; 沿岸流的形成原因是：沿岸方向辐射应力的切向分量Sxy在向岸方向(x方向)的变化。 假定沿岸流速度远小于波浪水质点轨迹速度，入射角很小，;破波带外的情况 ;; 对于均匀底坡，沿岸流V与当地时均水深D成正比。沿岸流速度分布呈三角形 ;三、考虑侧向掺混的斜向入射波引起的沿岸流; N是代表侧向掺混强度的参数，Cf代表底部摩阻力的参数，故P是表示侧向掺混与底摩阻相对重要性。 ;四、沿岸不均匀海滩剖面上的近岸流 ;四、沿岸不均匀海滩剖面上的近岸流 ;第三十一页，共三十一页，2022年，8月28日