第八章 波浪思维导图
波浪详解
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思维导图大纲
第八章 波浪思维导图模板大纲
基本概念
波浪的形成
风浪
概念:由风力直接作用而在当地产生的不规则波动称为风浪
影响因素
风速v
吹程（风区长度）F
风时t
水深h(浅水区）
涌浪
概念：海面无风时，出现的表面光滑的波动，由有风区域产生的风浪从远处传来的
实际的海浪：风浪和涌浪，以及他们形成的近岸波，合称为海浪，是在风的作用下产生的小尺度表面重力波。
波浪的分类
按相对幅度分
微小振幅波
有限振幅波
按水深条件分
浅水波
深水波
按波浪形态分
规则波
不规则波
按干扰力分
风浪
船行波
潮波
波浪的特征参数
η=Acos（kx-ωt）
A：振幅，波高的一半
c：波速，波形的传播速度，c=L/T
ω：频率，周期的倒数
T：周期，相邻两波峰/谷，通过某个固定点所经历的时间
H：波高，相邻波峰与波谷之间的铅锤距离
波浪运动控制方程
求解条件
连续方程
动量方程
边界条件
海表边界条件
海底边界条件
流速与势函数的关系
拉普拉斯方程
线性波理论
频散关系：决定了波浪的传播性质
深水波（水深h或k趋近于无穷大时）
深水条件
波数和频率是反函数关系
波长和波速只与波动的周期有关，与水深无关（短波）
水深大于波长一半的波动均可视为深水波动
频散波，传播过程中波形不断变化
浅水波（水深h或k趋近于0时）
浅水条件
波数和频率是线性关系
波速只与水深有关，与水深的平方根成正比
波速与波动的性质（周期、波长等）无关
长波
非频散波：传播过程中波形不会变化
波动的叠加
i个不同谐波的叠加
随机海浪
真实海洋中的海浪，通常通过描述其统计特征对其定量分析，或采用波谱分析法
常用统计波高及相互关系
平均波高
均方根波高
部分大波波高
在某次观测或一列波高系列中，将波高按大小排列起来，并就最前的p个波的波高计算平均值
习惯上将H（1/3）称为有效波高
最大波高
某次观测中实际出现的最大一个波高
根据统计规律推算出的在某种条件下出现的最大波高
各种波高的换算关系
海浪谱：用波谱来描述海浪
频率谱
方向谱
二维海浪谱
典型海浪谱
PM谱
JONSWAP谱
文氏谱
近岸海浪
浅水变形
随着水深变浅，波长会变短，波速会变小。
群速也会发生相应的变化，但变化较为复杂。群速度的变化引起了局地的波浪能量的变化，从而导致波振幅的变化。
波浪折射
在波浪向近岸传播的过程中，如果波浪的传播方向和海岸的等深浅存在一定的斜角，波浪的传播方向会有一定的变化，向着垂直于海岸的方向发生偏转。
波浪为什么发生偏转
波浪的波峰线和地形等深线存在一定的夹角
海湾发生辐散效应，波浪变小。海岬发生辐聚效应，波浪变大
波浪绕射
波浪在传播至岬角或防波堤的掩护区域，波浪会以近乎圆形的波峰图案进入障碍物的阴影中，而振幅则明显小于入射波浪
常与折射同时发生
波浪破碎
波浪传播至极浅水域时发生破碎
破波参数
当波高和水深之比达到某一阈值时，认为波浪开始破碎。即，H/h≈0.75
各种波浪破碎形态
波浪反射
波浪传播至海岸时很可能发生波浪的反射
垂直的悬崖可以很好的反射所有的·入射波能量
平缓的海滩几乎不反射入射波能量
海浪观测技术
目测
浮标观测
卫星遥感观测
其他
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