WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 33 | 34 || 36 | 37 |   ...   | 67 |

«Г И Д Р О iyi Е Т Е О И 3 Д А Т ЛЕНИНГР А Д * 1 9 7 4 УДК 5 5 1.4 6 Приводятся основные сведения о физических явлениях и процессах в океане. Излагаются вопросы термики, ...»

-- [ Страница 35 ] --

Гребень волны — часть волны, расположенная выше среднего волнового уровня.

Вершина волны — наивысшая точка гребня волны.

Ложбина волны — часть волны, расположенная ниже среднего Подошва волны — наинизшая точка ложбины волны.

1 Средний волновой уровень — линия, пересекающая волновой профиль так, что суммарные площади выше и ниже этой линии одинаковы.

Основные характеристики поступательных и стоячих волн Характеристика Амплитуда колебаний Постоянная вдоль ли­ Изменяется вдоль длины ляющей скорости Высота волны h —превышение высоты волны над соседней по­ дошвой на волновом профиле, проведенном в генеральном направ­ лении распространения волн. Высота волны равна удвоенной ам­ плитуде или удвоенному радиусу орбиты поступательной волны при круговых орбитах.

Длина волны Я — горизонтальное расстояние между вершинами двух смежных гребней на волновом профиле, проведенном в гене­ ральном направлении распространения волн.

Крутизна волны — отношение высоты данной волны к ее длине.

Крутизна волны в различных точках волнового профиля различна.

Для практики важное значение имеет наибольший наклон, который приближенно равен отношению высоты волны к полудлине hj-—• Для удобства характеристики крутизны волны пользуются отношением высоты к длине l h J, которое и называют средней крутизной волны.

Перечисленные элементы определяют геометрические характе ристики волны. Для поступательной волны необходимо добавить еще три элемента.

Направление распространения волн, отсчитываемое от норда в сторону их движения.

Фронт волны — линия на плане взволнованной поверхности, про­ ходящая по вершинам гребня данной волны, которые определяются по множеству волновых профилей, проведенных параллельно гене­ ральному направлению распространения волн.

Длина гребня волны — протяженность гребня волны в направле­ нии ее фронта.

Луч волны — линия, перпендикулярная фронту волны в данной точке.

Кроме элементов, определяющих геометрические характери­ стики волны, выделяют кинематические элементы. К ним относятся:

Период волны т — интервал времени между прохождением двух смежных вершин волн через фиксированную вертикаль. Период волны можно определить и как время обращения частицы по ее ор­ бите. Для стоячей волны период определяется промежутком вреРис. 7.3. Кривая волновых колебаний свободной поверхности воды мени, за который совершается полное колебание уровня, так как частицы воды в этом случае не совершают движения по круговым орбитам.

Скорость распространения, или фазовая скорость с — скорость перемещения гребня волны в направлении ее распространения, оп­ ределяемая за короткий интервал времени порядка периода волны.

Понятие скорости относится только к поступательной волне.

На рис. 7.1 видно, что за время полного оборота частицы по своей орбите1 т. е. за период волны т профиль волны сместится на расстояние, равное длине волны К.

Отсюда легко установить, что Указанные элементы волн относятся к правильной — двухмер­ ной волне. Реальные ветровые волны трехмерные. Запись реальной трехмерной волны по наблюдениям в точке представлена на рис. 7.3.

Как видно на рисунке, реальная волна весьма далека от двухмерной 1 Скорость перемещения частиц жидкости по волновой орбите называю т орбитальной скоростью волнового движения.

волны (типа зыби)'. Поэтому в теории волн приходится вводить до­ полнительные термины, к которым в первую очередь относится поня­ тие высоты волн в точке. Под этим термином понимается разность уровней по вертикали между вершиной и подошвой волн, зарегист­ рированных в точке.

Для реальных морских ветровых волн, которые являются трех­ мерными, возникает необходимость введения дополнительных тер­ минов.

На рис. 7.4 представлена схема трехмерной волны. Здесь видно, что для такой волны необходимо введение дополнительного тер­ мина— длина гребня — L. Само понятие «высота волны» стано­ вится условным, если ее определять по результатам наблюдений в точке. Действительно, через поплавок волнографа, установлен­ ного в точке, волна может проходить любым участком своего «фрон­ та», и не обязательно участком с максимальным возвышением (вершиной) и понижением (подошвой). Поэтому для трехмерных волн вводится еще одно дополнительное понятие — в ы с о т а т р е х ­ м е р н ы х в о л н. Она определяется как разность по вертикали между наивысшим уровнем в е р ш и н ы, определяемой как наивыс­ шая точка х о л м а, расположенного выше среднего волнового уровня, и уровнем подошвы, представляющим наинизшую точку ложбины, среднего волнового уровня.

На рис. 7.4 hr — высота трехмерной волны, определяемая как вертикальное расстояние между высотами уровня в точке А (вер­ шина) и В (подошва) профиля волны, Я — длина волны, a L — длина гребня. Балл силы (степени) ветрового волнения. Для характеристики ветрового волнения, наблюдаемого на поверхности океанов и морей, широко используется балловая оценка силы (степени) волнения.

1 Длина гребня — горизонтальное расстояние между подошвами двух смеж ­ ных ложбин на волновом профиле, проведенном перпендикулярно генеральному направлению распространения волн.

С 1953 г. в СССР введена единая девятибалльная шкала силы волнения,представленная в табл. 28.

Ш кал а силы (степени) ветрового волнения Волнение, баллы В ее основу положены высоты заметных крупных волн (обеспе­ ченность высоты волн 3 %) • Приведенные в таблице средние значения длин и периодов волн не служат элементами, определяющими балл волнения, и даны для общего представления о их возможных значениях при данных вы­ сотах волн.



Не следует смешивать приведенную шкалу силы волнения с ши­ роко известной шкалой состояния поверхности моря Бофорта. По­ следняя была разработана для оценки силы ветра по состоянию по­ верхности моря и дает представление только о видимом состоянии моря при ветрах разной силы. Это состояние моря при ветрах раз­ ной силы также оценивается по девятибалльной шкале. Однако балл состояния моря и балл силы волнения, оцениваемой по высоте волны, не идентичны. Достаточно указать на то, что в закрытых мо­ рях сила волнения обычно не превышает VII—VIII баллов, в то время как состояние поверхности моря нередко достигает IX бал­ лов.

§ 35. Основы классической теории морских волн Первые теории морских волн вытекали из основ классической гидромеханики. В них исследовались форма волны и ее кинематиче­ ские характеристики, но не вскрывались закономерности развития и затухания волн, возбуждаемых ветром, не объяснялся механизм передачи энергии от ветра к волне и диссипации (рассеивания) этой энергии в волне, не рассматривалось многообразие волн, возникаю­ щих при действии ветра, и не давались связи между условиями дей­ ствия ветра и элементами войн.

Только за последние два десятка лет ученым удалось достичь заметных успехов в развитии теории ветровых волн. На основе обоб­ щения и анализа данных наблюдений выявлены многие свойства ветровых волн, найдены методы, позволяющие производить расчеты параметров волн, и в некоторой мере вскрыт механизм передачи энергии от ветра к волне.

Однако несмотря на достигнутые успехи в развитии теории вет­ ровых волн, основные вопросы пока еще не получили достаточно полного и строгого решения, что объясняется большой сложностью самого явления.

Достаточно указать на то, что ветровые волны на поверхности океана не представляют собой строго периодическое явление, как волны в физическом их понимании. Морское волнение можно упо­ добить турбулентным (пульсационным) колебаниям поверхности моря, которое отличается большим разнообразием, что значительно усложняет изучение ветровых волн. Указанные обстоятельства не дают основания не учитывать классические теории морских волн,, которые, несмотря на существенные ограничения, принимаемые при решении задачи, не потеряли своего методического и практического значения.

В этой теории делаются следующие допущения: море считается бес^х конечно глубоким; жидкость является идеальной, состоящей из отдельных частиц и лишенной сил внутреннего трения; плотность воды принимается постоянной, волнение считается двухмерным; действие силы, вызвавшей волнение, прекратилось после развития волнения..

Поэтому волнение можно считать установившимся и свободным.

Сами волны рассматриваются как поступательные и гравитаци-, Так как рассматривается свободная плоская волна, на частицы воды будут действовать только две силы: сила тяжести g и сила градр диента гидростатического давления —— При этих условиях, как показано в курсах гидромеханики, уравнения движения принимают следующий вид Уравнение неразрывности, характеризующее сохранение массы жидкости при ее движении, запишется так:

где х, z — текущие координаты частиц по осям X и Z; а, b —• началь­ ные координаты частиц по тем же осям; g —-ускорение силы тяже­ сти; t — время; р — плотность воды; р — давление в жидкости.

Для того чтобы найти частные решения уравнений движения и неразрывности, удовлетворяющие заданным условиям волнения, рассмотрим движение какой-либо одной частицы.

Направим ось X вдоль поверхности моря в направлении рас­ пространения волны, а ось Z вертикально вниз (рис. 7.5) и допу­ стим, что частица воды движется по замкнутой круговой орбите, центр которой совпадает с положением частицы в состоянии покоя, т. е. имеет координаты а, Ь. Обозначим радиус орбиты частицы че­ рез г, а ее фазовый угол, отсчитываемый от вертикали, через 0.

Тогда видно, что текущие координаты х, z определяются из урав­ нений:

x— a = rsinQ,z— b—r cos0. (7.4) Эти уравнения будут справедли­ вы не только для данной частицы, но и для любой другой, если учи­ тывать соответствующие им значе­ ния а, Ь, г и 0. Поэтому рассмотрим ряд частиц и попытаемся устано­ вить, от чего зависят величины в и г.

Положим, что частицы, находив­ шиеся на одной и той же глу­ бине в состоянии покоя, имеют одинаковые радиусы и периоды об­ ращения по орбитам. Фазы же частиц будут, очевидно, различны, так как они приходят в движение не одновременно.

По принятому нами условию жидкость идеальная, поэтому мо­ жно считать, что все частицы, находившиеся в состоянии покоя на одной вертикали, выходят из состояния покоя одновременно и все­ гда находятся в одинаковой фазе (рис. 7.6). Тогда фаза частиц бу­ дет зависеть только от положения центра орбит на оси X (коорди­ ната а) и времени t. Найдем эту зависимость.

На рис. 7.1 видно, что частицы, находящиеся друг от друга на расстоянии, равном длине волны Я (частицы 1 я 9), смещены по фазе на величину 2я (360°). Следовательно, частица, отстоящая от начальной на произвольном расстоянии а, будет отставать на угол 0', который на основании свойства пропорции равен На этом же рис. 7.1 видно, что за период %фаза частицы изме­ нится на —2л. Знак минус ставится потому, что положительное на­ правление вращения, так же как и в математике, принято против часовой стрелки. Следовательно, за время t фаза изменится на ве­ личину 0". Отсюда Рис. 7.6. Орбиты частиц и профили волн на различных глубинах.

Суммарная фаза 0 частицы или Обозначая для краткости получим Рассмотрим теперь, от каких переменных зависит радиус орбиты частицы г. Из сделанных допущений следует, что радиус орбиты частицы есть функция ординаты центра орбиты b и не зависит от абсциссы а и времени t. Для определения этой функции используем уравнение неразрывности (7.3).

Найдем частные производные —, —, —, —— входящие в (7.3), из соотношения (7.4) с учетом (7.6).

Получим:

Тогда выражение, стоящее в скобках в уравнении неразрывно­ сти (7.3), примет вид Согласно условию неразрывности (7.3), производная по времени от этого выражения должна равняться нулю, а значит, в уравнении должны отсутствовать члены, содержащие время t. Единственный член, зависящий от времени, это cos 0.

Следовательно, для выполнения условия неразрывности множи­ тель при cos 0 должен быть равен нулю, т. е.



Pages:     | 1 |   ...   | 33 | 34 || 36 | 37 |   ...   | 67 |
 



Похожие работы:

«УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой РФ _И.Б. Кейдун _2007 г. ПРАКТИЧЕСКИЙ КУРС ВОСТОЧНОГО ЯЗЫКА УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС для специальности 032301 – Регионоведение (Китая) Составитель: Е.В. Калита Благовещенск 2007 Печатается по решению редакционно-издательского совета факультета международных отношений Амурского государственного университета Калита Е.В. (составитель) Практический курс восточного языка. Учебно-методический комплекс для студентов специальности 032301 Регионоведение (Китая). –...»

«УПРАВЛЕНИЕ ИЗДЕРЖКАМИ ПРЕДПРИЯТИЯ И АНАЛИЗ БЕЗУБЫТОЧНОСТИ В.П.Савчук, директор Днепропетровского центра послеприватизационной поддержки предприятий 1. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ АНАЛИЗА ИЗДЕРЖЕК 1.1. Классификация издержек и основные методы их анализа 1.2. Локализация издержек по видам продукции 1.3. Методы калькуляции себестоимости продукции 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ АНАЛИЗА БЕЗУБЫТОЧНОСТИ И ЦЕЛЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПРИБЫЛИ 2.1. Исходные допущения 2.2. Расчет и анализ точки безубыточности 2.3....»

«Издание второе, исправленное и дополненное Скан&OCR 3aH3u6ap Издательство Советская Россия Москва — 1976 31 декабря 2012 Долина реки Сороти Valley of the Sorotj river © Издательство Советская Россия, 1974 г. Valle de la reviere Sorot © Издательство Советская Россия, 1976 г. Tal des Sorotj-Flusses с исправлениями и...»

«Как перестать быть одинокой, стервозной сучкой одинокой, стервозной  и найти олигарха своей мечты! Методичка для женщин на каждый день Москва 2010 Мои проекты в интернете:   http://ritl.ru  ­ психотерапия для Мэ и Жо.   http://reimprint.ru  ­ прочисти свои мозги!   http://separacia.ru  ­ живи самостоятельно!   http://denis­burkhaev.livejournal.com  – моя страница.   http://forum.ritl.ru  ­ мой форум. 3 Зверская самка Содержание Вводное слово Ну, ты же мужчина! Стереотипы женского поведения...»

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ КАПИТАЛЪ Том III Идеология русского социализма Книга 3 Креативный класс и идеология русского социализма 2011 СОДЕРЖАНИЕ Креативный класс и идеология русского социализма Предисловие Глава.1. Креативный класс и стратегия национального развития. 1. Креативный класс и социальная структура общества. 2. Креативный класс и стратегия опережающего развития. 3. Креативный класс России в период фазового перехода. 4. Креативный класс в управлении как условие опережающего...»

«Перевод с китайского: Марьяна Сушко Книга отредактирована при участии интернет издания Культы и общество в демократических странах. Киев 2010 1 Содержание Глава 1. Основы культа Фалуньгун стр. 4 1. Происхождение проблемы культа Фалуньгун 2. Общее описание Фалуньгуна 3. Позиция Китая в отношении проблемы организации Фалуньгун 4. Почему организация Фалуньгун является сектой? 5. Так называемое преследование последователей Фалуньгун в Китае Глава 2. Является ли Фалуньгун религиозным течением? стр....»

«Европейский инструмент содействия демократии и правам человека (ЕИДПЧ) Поддержка проектов в России Конкурс заявок 2012 РУКОВОДСТВО ДЛЯ ЗАЯВИТЕЛЕЙ Бюджетная линия: 19.04.01 Идентификационный номер конкурса: EuropeAid/133505//L/ACT/RU Крайний срок подачи концепций проектов: 8 февраля 2013 года Внимание! Данный неофициальный перевод Руководства для заявителей на русский язык подготовлен Представительством Европейского Союза в России для облегчения понимания правил конкурса для потенциальных...»

«ФОЛЬКЛОР И ЭТНОГРАФИЯ К девяностолетию со дня рождения К. В. Чистова Санкт-Петербург 2011 Электронная библиотека Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого (Кунсткамера) РАН http://www.kunstkamera.ru/lib/rubrikator/01/978-5-88431-209-8/ © МАЭ РАН УДК 39 ББК 82.3+63.5 Ф74 Рецензенты: Д.А. Баранов, заведующий отделом этнографии русского народа Российского этнографического музея, к.и.н. Л.С. Лаврентьева, ст.н.с. Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого (Кунсткамера) РАН, к.и.н....»

«Стандарт государственной услуги Выдача справки о суммах полученных доходов из источников в Республике Казахстан и удержанных (уплаченных) налогов 1. Общие положения 1. Государственная услуга Выдача справки о суммах полученных доходов из источников в Республике Казахстан и удержанных (уплаченных) налогов (далее – государственная услуга) оказывается Центрами приема и обработки информации налоговых органов Республики Казахстан. Адреса Центров приема и обработки информации налоговых органов...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.