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1、波浪正向入射对斜坡作用实验一、试验目的及意义波浪正向入射对斜坡的作用力是海岸工程等方面常见的基础问题。但因其作用机理相当复杂，经典波浪理论是基于不可压缩理想流体的势流理论，它反映的是波浪传播过程中的表现，面对波浪对斜坡作用时发生的涡旋，掺气、突变、分汊等复杂现象已经不合适了。目前，我们无法根据现有理论建立数学力学方程精确求解，再加上对其作用机理没有深刻的认识，也难以应用数值方法计算一般规律。所以国内、外尚未见相关的研究成果，在此领域基本属于一片空白，而工程实践又急需理论指导，有必要对其进行全面的试验研究。通过卷积波浪正向入射打击斜坡的实验，分析波浪对斜坡的作用力分布及最大压差分布。验理解“波压
2、陡”的概念并拟合出经验公式。二、试验条件试验是在实验室内30 m（长）05 m（宽）1 m（高）水槽内进行的。采用推板式造波机造波，试验用倾斜斜坡应用宽50 cm、厚10 mm 的塑料板制作，斜坡上传感器在波峰波谷间多布置，安装了8支压力传感器，用计算机采集和处理数据。根据当天适时标定显示，量测系统最大相对误差1% 。三、实验方案1、水深条件0.1d/L 0.35式中，d为水深，L为波长，属于有限水深的范围；2、波周期T= 0.8s、1.0s、1.2s、1.4s、1.6s3、波高D =6cm、8cm、10cm、12cm、14cm、4、采样频率f = 400 Hz；5、入射波向角 = 906、斜
3、坡倾角 = 197、测量波周期、波高、水深、对斜坡的压力、波浪在斜坡上的爬高等。四、实验步骤（一） 实验准备阶段1、仪器的检查对实验设备做检查，确定能否正常工。如电脑、AD板、线路、信号放大器、压力传感器、供电电源等。接通8个传传感器线路，开启电脑数据采集系统。对每一个传感器进行数据采集，并分析数据的正确性，以确定仪器是否连通及好坏。2、仪器的安装由于在仪器检查的时候发现部分原有安装的传感器已经损坏，因此，要对损坏的压力传感器进行更换。去掉已损坏的压力传感器部分线路，接通更换后的压力传感器，重新对8个压力传感器进行编号，确保各线路的正确连通。考虑压力传感器的测量频率及精度等因素，在每个传感器线
4、路上安装一个100uF的电容，对采集数据的噪声点进行滤波处理。各压力传感器的线路连通及传感器做相应保护措施以后，重新对各个压力传感器做第一步的仪器检查，确保线路准确，各传感器采集数据正常等。3、仪器的标定仪器线路连通及采集数据正确的情况下，对各个传感器进行标定。标定的方法为：a) 打开电脑中压力传感器标定系统；b) 将压力传感器探头用橡皮管接到长U型玻璃管一端，另一端与大气压连通；c) 在U型玻璃管里加水，保持U型玻璃管两端的气压为大气压，密闭U型玻璃管接有压力传感器一头，并对其加压使U型玻璃管两端保持一定的水位差，记录水位差，等待一段时间，观察水位是否变化，确定U型玻璃管标定系统不漏气；d)
5、 等待U型玻璃管两端水位持平，记录压力传感器0值（本实验以大气压为零点）；e) 改变压力传感器探头一头的气压，U型玻璃管两端保持一定的水位差，结合系统数据采集进行标定，加压通常是等间距加压，并且是从小到大，再从大到小的一个往返加减压力过程。表1 各传感器标定时的K值传感器编号1#2#3#4#5#6#7#8#K值编号K(0)K(1)K(2)K(3)K(4)K(5)K(6)K(7)K值0.83460.86570.81390.83380.91800.84040.83690.8344（二） 实验测量阶段1、实验前仪器的校正压力传感器测量精度较高，对传感器摆放位置及大气压的变化反应比较敏感。且因标定时是
6、套在橡皮管里且方向朝上和时间不同等因素，在准备测量前应对压力传感器进行校正。校正的方法与前面压力传感器标定时有所不同。在标定的过程中，主要是通过测量数据来确定各个传感器电压值与压力值的转换关系，即定出对应的斜率及初值。而在此阶段，主要是标定零点。因此，将压力传感器安装到斜坡上以后，通过电脑数据采集，验证各个传感器采集的数据是否接近零点，若不接近，则对相应的传感器初值进行调整，直到各个传感器采集到的数据在大气压力下接近零点为止。2、实验测量程序对实验各仪器校正好以后，将斜坡板放到水槽里，安置好后就可放水试水。在实验的过程中，实验条件的各波要素是通过调节水深、造波机推行速度、造波机转动频率等来控制
7、的。根据实验方案，调节水深、造波机推行速度、造波机转动频率，并观察波浪在卷积打击斜坡时的效果是否明显。若不明显，则要对造波机推行速度、造波机转动频率进行调节；若打击明显，则要查看打击处，即卷积波下落打到斜坡处，是否正好打击到压力传感器，可对水槽进行放水或加水（增加或减小水深），来调节打击点。以观测到波浪斜向入射打击斜坡时，压力最大值。反复调节水深、造波机推行速度、造波机转动频率等，观测25组数据。五、实验数据分析（一）斜坡布置及结果图 （二）实验测量数据1、流浪打击斜坡时传感器实测数据2、流浪打击斜坡后静水压力3、最大压力分布图3、正向波压力与负向波压力分析图T=0.86s, H=0.421m
8、 时，各传感器正向波压力与负向波压力图。为A9，A10和A14组实验对比分析：T=1.1s, H=0.428m时，各传感器正向波压力与负向波压力图。为A3，A5，A6，A12，A21和A22组实验对比分析：T=1.25s, H=0.431m时，各传感器正向波压力与负向波压力图。为A2，A4，A7，A11，A16和A19组实验对比分析：T=0.93s, H=0.425m时，各传感器正向波压力与负向波压力图。为A13，A24，和A25组实验对比分析：4、正向波压陡与负向波压陡分析图T=0.86s, H=0.421m 时，各传感器正向波压陡与负向波压陡图。为A9，A10和A14组实验对比分析：T=1
9、.1s, H=0.428m时，各传感器正向波压力与负向波压力图。为A3，A5，A6，A12，A21和A22组实验对比分析：T=1.25s, H=0.431m时，各传感器正向波压陡与负向波压陡图。为A2，A4，A7，A11，A16和A19组实验对比分析：T=0.93s, H=0.425m时，各传感器正向波压陡与负向波压陡图。为A13，A24，和A25组实验对比分析：5、波压陡与波陡关系分析图学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成
10、果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）： 年 月 日学位论文出版授权书本人及导师完全同意中国博士学位论文全文数据库出版章程、中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI中国知识资源总库，在中国博硕士学位论文评价数据库中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：公开保密（_年_月至
11、_年_月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)作者签名：_ 导师签名：_年_月_日 _年_月_日独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 二一年九月二十日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学
12、校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 二一年九月二十日致 谢时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高
13、，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许
14、多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，
15、情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。
