WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 38 | 39 || 41 | 42 |   ...   | 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 40 ] --

Статистическая связь между высотами трехмерных волн и вы­ сотами волн в точке. Статистическая связь между высотами трех­ мерных волн любой обеспеченности — (hT и высотами волн в точке hjr той же обеспеченности устанавливается на основе сопо­ ставления законов распределения hTи h и дает следующие резуль­ таты, представленные в нижеследующей таблице 1,07 1,10 1.14 1,18 1,20 1,23 1,27 1,30 1,34 1,42 1,51 1,73 1, Сравнение средних высот трехмерных волн hT и высот волн На основе этого отношения и законов распределения высот волн в точке и трехмерных волн удалось установить связь между высо­ тами волн в точке и трехмерных волн любой обеспеченности.

Коэффициент перехода от высоты волны в точке к высотам трех­ мерных волн той же обеспеченности представлен на рис. 7.17 кри­ вой 3. Следовательно, если известны высота волны в точке и ее обес­ печенность, для получения высоты трехмерной волны той же обес­ печенности необходимо снять значение переходного коэффициента' по кривой 3 и умножить его на высоту волны в точке.

Из хода кривой 3 видно, что с уменьшением обеспеченности от­ ношение уменьшается, и, когда обеспеченность стремится к нулю, это отношение стремится к единице. При обеспеченности 1% оно равно 1.1. Следовательно, при непрерывной регистрации более ста высот волн в точке максимальная высота будет отличаться от измеренной не более чем на 10%. Это позволяет обосновать приме­ нимость метода регистрации волн в точке для измерения макси­ мальных высот трехмерных волн.

Функции распределения длин волн и длин гребней. Безразмер­ ная функция обеспеченности длин волн и длин гребней полностью совпадает с безразмерной функцией обеспеченности высот волн в точке. Поэтому если в выражение (7.33) или (7.34) подставить вместо отношение длин волн или длин гребней -пт, получим и ском ы е ф ун кц ии:

или Для трехмерных волн связь между средней длиной волны и сред­ ней длиной гребня определяется простым соотношением L = 2X.

Функции распределения периодов волн ti скорости их распро­ странения. Функция распределения (обеспеченности) периодов волн определяется по функции распределения длин волн с учетом связи между периодом и длиной волны На основе известного из теории вероятности правила, гласящего, что если f (х) функция плотности вероятности случайной величины е, связанной посредством функции х=ц(у) с другой случайной ве­ личиной г, то интегральная функция распределения последней оп­ ределяется формулой Для нашего случая где После замены т* через средний период т на основе соотношения получаем функцию распределения (обеспеченности) периодов волн,в виде где — гамма-функция.

Величина логарифмирование, найдем или [ Учитывая, что скорость распространения волн с пропорцио­ нальна периоду волны, т. е.

получаем аналогичное выражение для функции распределения скоЬости распространения волн, представленное на рис. 7.17 кривой или Из функций распределения элементов волн мелкого моря наиболее исследованы функции распределения высот волн. На рис. 7.18 при­ ведены функции распределения (обеспеченности) высот волн задан­ ной обеспеченности относительно средней высоты волны на мелко­ водье при различных значениях отношения средней высоты волны гh к глубине моря Н. Кривая относится к глубокому морю.

Аналитическое выражение безразмерных функций распределения 1 По последним данным показатель степени при — может быть меньше 4.

Рис. 7.18. Функция обеспеченности высот волн, отнесенных к средней высоте волны на мелководье, при различных значениях отношения средней вы­ высот волн в точке, по Б. X. Глуховскому, имеет вид где h* = или Функции распределения периодов видимых волн в мелком море аналогичны таковым для глубокого моря. Функция распределения длин волн мелкого моря определяется по функции распределения периодов и связи между периодом и длиной волны мелкого моря где Для вывода безразмерного отношения Подставляя Я* в F (X), получим или |где Приведенные функции распределения элементов волн позволяют по рассчитанному (измеренному) значению элемента волны данной обеспеченности получить значение того же элемента любой обеспе­ ченности- и тем самым составить полную картину волнения (его спектр). Установленные зависимости между высотой волн в точке {двухмерной волны) и высотой трехмерных волн позволяют свести задачу расчета (прогноза) волнения к плоской (двухмерной) за­ даче.

§ 38. Основы спектральной теории ветровых волн Спектральная теория морских волн относительно молода и да­ леко не завершена. В ней сделаны еще только первые шаги, кото­ рые тем не менее уже находят свое приложение к решению таких практических задач, как предсказание морского ветрового волне­ ния, определение воздействия волн на корабль и др.

Спектральная теория изучает процесс ветрового волнения, ис­ пользуя современные достижения теории случайных процессов и, в частности, спектральное представление таких процессов с учетом гидродинамики и энергетики волн. В ней рассматривается реальная взволнованная поверхность как сумма большого числа плоских си­ нусоидальных волн с различными амплитудами, частотами, напра­ влениями распространения и случайными фазами.

Предполагается, что каждая элементарная волна обладает опре­ деленной энергией, приходящейся на единицу поверхности и завися­ щей от частоты (периода) волны. Количество энергии, приходя­ щееся на элементарные волны с частотами от р до р + ф, можно записать в виде e(p)dp. Энергия волн, как следует из соотношения (7.23), связана с высотой волны. Эта связь может быть записана в риде где а — амплитуда волны, р — плотность воды.



Подставляя вместо энергии элементарной волны Е ее значение e k \, получим а — у Квадрат амплитуды элементарной волны Функция Л2(р), характеризующая распределение энергии волн по их частотам, называется ч а с т о т н ы м э н е р г е т и ч е с к и м с п е к т р о м волн. Как следует из (7.39), размерность спектра Л2((х) см2-с. После умножения на d i произведение A2(n)dn (7.39) имеет размерность см2, а квадратный корень из него (7.38) дает амIплитуду элемента'рной волны с частотой (х.

Суммарная энергия реальной волны Е0уМ, очевидно, будет опре­ деляться интегралом (суммой) энергий элементарных волн во всемдиапазоне частот от 0 до оо, т. е. интегралом вида Энергетический спектр различен для различных конкретных си­ стем волн, так как последние зависят от силы (скорости) ветра, про­ должительности его действия и длины разгона. При установившемся волнении продолжи­ тельность действия ветра и 'длина разгона не оказывают существенного влияния на элементы волн и последние будут Iопределяться только силой : (скоростью) ветра. Поэтому и энергетический спектр также будет зависеть только от силы (скорости) ветра. На рис. 7. j предста!влены энергетические ! спектры волн при скоростях ветра 10, 15 и 20 м/с (по В. Пирсону, Г. Нейману, Р. Джеймсу).

j Как видно на рисунке, диа­ Рис. 7.19. Энергетический спектр устано­ пазон волн со значительным вившихся волн для скоростей ветра 10,.

количеством энергии охваты­ 15 и 20 м/с (по Пирсону, Нейману и:

вает более или менее широкую ; полосу частот |х в зависимости от скорости ветра. Относительно небольшие значения энергии волн:

при скорости ветра 10 м/с охватывают полосу частот 0,083 до 0,3 с- ! ((1 = 0,3 с-1 не помещены на шкале частот), что соответствует перио­ дам волн от 12 до 3 с. Максимум спектральной энергии концентри­ руется около (1=0,124 или т = 8,1 с.

С увеличением скорости ветра увеличивается количество энер­ гии, а диапазон частот с существенным количеством спектральной энергии все больше и больше распространяется на меньшие значе­ ния частот (.1, что соответствует большим значениям периодов т. Прискорости ветра 15 м/с частоты меняются от 0,048 до 0,24 с-1, а пе­ риоды— от 17 до 5 с. Полоса максимума смещается в сторону бо­ лее низких частот. При скорости ветра 15 м/с эта полоса находится около (х= 0,0826 или тг= 12,1 с, а при 20 м/с — около (1 = 0,0625 или:

Частота p.m на которую приходится наибольшее количество энергии для различных скоростей ветра w выражается (по Пир­ сону, Нейману, Джеймсу) формулой Определение зависимости энергетического спектра A2(\ от ско­ рости (силы) ветра для установившегося волнения является перво­ очередной задачей спектральной теории. На рис. 7.19 эта зависи­ мость представлена графически для трех скоростей ветра. В на­ стоящее время получены (на основе обработки волнограмм) различными исследователями аналитические выражения для энерге­ тического спектра. Из последних работ следует отметить спектр, полученный Пирсоном и Машкевичем (1964) на основе обработки 460 волнограмм полностью развитого волнения для Северной Ат­ лантики. Он имеет вид где а = 8,1-10_3, р = 0,74, w— скорость ветра на горизонте 19,5 м.

Для неустановившегося волнения определение спектра является значительно более сложной задачей, так как в этом случае необхо­ димо учитывать не только силу ветра, но и продолжительность его действия и длину разгона.

Задача определения спектров волн осложняется еще тем, что, как показали исследования, они зависят не только от частоты волн,;

но и от направления их распространения. Поэтому, строго говоря, спектр является функцией двух переменных: ц и 6, и его следует выражать в виде функции А2(ц, в). Такой спектр называют д в у х - j Если спектр А2((д., 0) представляет непрерывную функцию |х и 0, то величина A2{ i, Q kd§ равна количеству удельной волновой энер­ гии спектральных составляющих с частотами от ц до fi + ф и на- Частотный спектр получается из двухмерного спектра путем ин­ тегрирования по всем углам Одномерный угловой спектр, определяющий зависимость энергии от направления, определяется из двухмерного спектра ин­ тегрированием по всем частотам Функции A2(\ 0), Л2(|х), А2(0) характеризуют плотность спекi, тральной энергии и, следовательно, служат дифференциальными ха­ рактеристиками энергии волн.

Иногда спектры удобно представлять в интегральной форме:

Е ([а, 6) = j j А2([л, Q)dpdQ —двухмерный энергетический спектр, Двухмерный спектр исследован пока весьма слабо. Проведенные обработки результатов специальных волнографных записей и стеД1 I 1 I I I I I 1 1 1...Г у Рис. 7.20. Угловой спектр развитого волнения на глу­ бокой воде по данным стереофотосъемки (1), волноi мерного буя (2), буя типа «клеверный лист» (3), волномерной электроконтактной установки (4), в обобщенной форме (5) и функция— cos20 (6).

реофотосъемки дают некоторое основание представлять двухмер­ ный угловой спектр для установившегося волнения глубокого моря как произведение одномерного частотного спектра на c o s 2 в, т. е.

| На рис. 7.20 представлен угловой спектр развитого волнения на глубокой воде по данным стереофотосъемки (1), волномерного буя:

S2), буя типа «клеверный лист» (3), волномерной электроконтакткой установки (4), в обобщенной форме (5) и как функция — c o s 2 0:

Для неустановившегося волнения спектр зависит не только от скорости ветра, но также и от продолжительности его действия и разгона.

После определения энергетического спектра возникает задача установления количественных связей между спектром и элементами волн. Такие связи также более просто определяются для установив­ шегося волнения.

Как показано в предыдущем параграфе, ветровые волны отли чаются большим разнообразием, которое для случая установивше гося волнения может быть описано функциями распределения эле ментов волн. Располагая функциями распределения, достаточно оп­ ределить либо среднее значение элементов волн, либо значение при любой обеспеченности, чтобы получить полный спектр волн.

При практическом решении задачи обычно оказывается удобнее ояределять средние значения элементов волн в зависимости от вол­ нообразующих факторов. В спектральной теории также устанавли­ вают связь энергетического спектра со средними значениями эле­ ментов волн. Такие связи для средних значений высоты h и перио­ дов т — полностью развитого волнения имеют следующий вид (по Нейману):



Pages:     | 1 |   ...   | 38 | 39 || 41 | 42 |   ...   | 67 |
 



Похожие работы:

«ВВЕДЕНИЕ Правила Парусных Гонок состоят из двух основных разделов. Первый раздел, Части 1 – 7, содержит правила, затрагивающие всех спортсменов. Второй раздел содержит Приложения А-Р, которые излагают: некоторые правила более детально; правила, применяемые в специальных видах гонок; правила, затрагивающие только некоторых спортсменов или официальных лиц. Пересмотр правил. Гоночные правила пересматриваются и публикуются каждые четыре года Международной Парусной Федерацией (ИСАФ) - международной...»

«X Международная выставка и научная конференция по гидроавиации 4-7 сентября 2014 г. Геленджик, Россия УСЛОВИЯ УЧАСТИЯ 1 1. Организаторы X Международная выставка и научная конференция по гидроавиации ГИДРОАВИАСАЛОН-2014 будет проводиться на территориях Геленджикской испытательно-экспериментальной базы ОАО ТАНТК им. Г.М. Бериева и аэропорта Геленджик. Организатором выставки и научной конференции ГИДРОАВИАСАЛОН-2014 является Министерство промышленности и торговли Российской Федерации. Устроителем...»

«Распространяется бесплатно Дорогие друзья!  Когда мы прочитали Китайское исследование, то просто не могли молчать.  Мы много обсуждали эту книгу. Точнее, даже не саму книгу, а заключенную в ней идею. Нам кажется, что информация, которую пытается донести Колин Кэмпбэлл, даст надежду многим людям. И тем, кто так или иначе уже столкнулся с болезнью, и тем, кто хотел бы этого столкновения избежать.  Китайское исследование заставляет задуматься. После прочтения именно этой книги многие из нас...»

«Эндоскопический ультразвуковой центр EUS EXERA OLYMPUS EU M60 Содержание СОДЕРЖАНИЕ Этикетки и обозначения Важные сведения следует прочитать перед применением Назначение инструмента Руководство по эксплуатации Квалификация пользователя Совместимость прибора Ремонт и внесение изменений в конструкцию Сигнальные слова Меры предосторожности и предписания Глава 1. Проверка содержимого упаковки. 8 1.1 Эндоскопический ультразвуковой центр (EU M60) 1.2 Список оборудования, которое поставляется...»

«1 Институт восточных рукописей Российской академии наук (Санкт-Петербург) Научная библиотека А Абазов Р. Исламская политэкономия: императивы развития. М., Восток. (Oriens), № 3, 1995. с. 153-156 Р2127 Абазов Р.Ф. Исламская дилемма Центральной Азии. М., Восток. (Oriens), № 2, 1997. с. 213-215 Р2127 Абашин С.Н. Исламская оппозиция в Ферганской долине: локальные конфликты и глобальные угрозы. Волгоград, в сб. Россия и Восток: проблемы взаимодействия, 2003. с.282-296 03К/26950 Абдувахитов А.А....»

«Как построить благословенную семью? Материалы рождественских семейных каникул и конференции Библейские основания брака Спикер: пастор Николай Скопич Александр Скрипак г. Ирпень, 5–7 января 2012 г. Киев, 28 февраля 2012 Содержание I. Общая картина библейской семьи 1. Общая картина современной семьи 2. Предназначение семьи 3. Роль Бога в семье 4. Роль мужа в семье 5. Роль жены в семье 6. Роль родителей и детей в семье Вопросы для обсуждения между мужем и женой II. Брак в опасности: реалии...»

«Леонид Липманович Анцелиович Неизвестный Мессершмитт Война и мы. Авиаконструкторы – Леонид Липманович Анцелиович Неизвестный Мессершмитт От автора Когда авиаконструктор пишет об авиаконструкторе, то читатель получает возможность более глубоко представить себе этот особый мир поиска, творчества и постройки рукотворных летающих машин, которые по воле их создателя еще и выполняют заданные им функции. Вилли Мессершмитт был не только создателем очень совершенных фашистских истребителей, которые...»

«Почему христианские страны мира богаче нехристианских стран в 5 (!) раз и как войти в дверь, которая ведет к успеху Тайна Иисуса Христа – тайна благополучия и успеха Как обрести благоволение Всемогущего Бога и жизненный успех Плясовских Александр Многие люди не имеют успеха, но имеют проблемы и неудачи просто потому, что за долгие годы учебы в школе и в институте их не научили, пожалуй, самому главному: как обрести благоволение, помощь и 2009 поддержку Всемогущего Бога. Средний христианин во...»

«КОНФЕРЕНЦИЯ СОСТОИТСЯ: 20 – 25 сентября 2010 года в Москве Место проведения и проезд: Международный выставочный центр КРОРУС-ЭКСПО, 66-й км МКАД, на пересечении с Волоколамским шоссе, Павильоны № 2 и № 3. Проезд: до станции Мякинино Арбатско – Покровской линии. Выход к павильону № 2. Обращаем Ваше внимание, что 1 Международный Конгресс по лазерной стоматологии состоится в бизнес-центре гостиницы Рэдиссон САС Славянская по адресу: г. Москва, площадь Европы, д. 2. Проезд до станции Киевская....»

«Sobolevskaja Anastasija Aleksandrovna, Greta za stnoj 1 vyd. Praha, Animedia Company, 2013 ISBN 978-80-87762-ХХ-Х (online : epub) Когда Грета упаковала последние вещи в дорожную сумку, ее мать и отчим еще спали. Она плотнее прикрыла дверь в свою комнату, чтобы не разбудить Каю, младшую сестру четырехмесячная девочка росла беспокойной и редко спала по ночам. – Диспетчерская такси. Доброе утро, – отозвался равнодушный женский голос в трубке. – Здравствуйте, карта 158342. – Минуточку, – призвал к...»






 
© 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.