WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 40 | 41 || 43 | 44 |   ...   | 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 42 ] --

Этот тип прибоя встречается наиболее часто. Но в некоторых усло­ виях рельефа дна, ветрового режима и характера течений наблю­ даются и другие типы прибоя. Так, например, иногда гребень опро­ кидывается вдали от пляжа на относительно спокойный участок вод­ ной поверхности, образуя небольшой, вытянутый вдоль берега холм !воды, быстро перемещающийся к берегу по спокойному участку воды. Это так называемая у е д и н е н н а я волна, образующаяся при мгновенном добавлении избыточной массы воды (опрокидывающегося гребня) на сравнительно спокойную водную поверх­ ность. Уединенная волна имеет только гребень, но не имеет по­ дошвы. Ее называют также п е р е н о с н о й волной, так как с ней связан не только перенос воды, но и предметов, оказавшихся на ее поверхности.

Иногда наблюдается постепенное разрушение гребня. В этом случае волна, достигая максимальной крутизны, сохраняет при­ мерно симметричную форму. Разрушение волны идет вдоль ее вершины, которая постепенно «расплескивается» по мере при­ ближения к берегу. Такой прибой называется р а с п л е с к и в а ю ­ § 40. Методы расчета ветровых волн Все практические методы расчета ветровых волн прямо или кос­ венно базируются на основных положениях, вытекающих из урав­ нения баланса энергии волн (7.26).

Согласно этому уравнению, элементы волны зависят от силы (скорости) ветра ш, продолжительности его действия и длины раз­ гона ветра D. Последняя определяется как расстояние, проходимое ветром над.морем при изменении его направления не более чем на + 22V20, т. е. на ± 2 румба.

Длина разгона ветра над океанами определяется обычно разме­ рами барических образований, а над морями, как правило, рас­ стоянием от подветренного берега до рассматриваемой точки моря.

Следует отметить, что зависимость элементов волн от силы ве­ тра, продолжительности его действия и длины разгона была вна­ чале установлена эмпирически и лишь позже нашла свое теоретиче­ ское обоснование в исследованиях В. М. Маккавеева (1937 г.).

Поэтому первые практические методы расчета ветровых волн бази­ ровались на гидродинамических теориях волн и эмпирических дан­ ных. В последующем они были уточнены на основе уравнения ба­ ланса энергии и их статистических характеристик,- Эти методы мо­ жно назвать условно э м п и р и ч е с к и м и.

Вторая группа методов расчета базируется на непосредственном) решении уравнений баланса энергии волн при введении тех или иных гипотез о связи между высотой и длиной (скоростью) волн и гипотез о механизме передачи энергии ветра волне. Естественно, что й в данном случае используются выводы классических гидроди­ намических^ теор'йй, эмпирические связи и статистические характе-;

пистпкн распределения волн (в частности, функции распределения!

элементов волн)’. Эти методы можно назвать э н е р г е т и ч е с к и м и. !

-Третья группа методов, развитие которых усилено в последние годы, строится на выводах спектральной теории волн с использова-i нием эмпирических данных, энергетики и статистики ветровых волн.

Эти методы можно назвать с п е к т р а л ь н ы м и.

Эмпирические методы. Существует довольно большое число эмпирических соотношений между элементами волн и силой ветра, продолжительностью его действия и длиной разгона.

Крупным недостатком многих из них является то, что в них нет уточнений, к волнам какой обеспеченности эти соотношения отно­ сятся, на какой высоте от поверхности моря следует определять ско­ рость ветра при производстве расчетов и не всегда дается анализ использованных данных при установлении связей. В этом свете с лучшей стороны выделялись формулы Л. Ф. Титова, которые и были положены в основу первой официальной «Инструкции по со­ ставлению прогнозов морских ветровых волн».

вид:

где x разгон волн в км; w— скорость ветра в м/с, измеренная на уровне 6—10 м над поверхностью моря; t — время роста волн в чаС сах; р = :—. Предельные значения Р принимают равным 1. Тогда предельные значения элементов волн будут определяться по формулам, вытекающим из (7.46) при р = 1: „ Если предельное значение р принять иным, например, 0,8, выра­ жения (7.47) примут другой вид, отличаясь от (7.47) константами.

Переход к элементам волн другой обеспеченности легко осуще­ ствить с помощью приведенных на рис. 7.17 безразмерных функций распределения элементов волн.

На основании этих формул рассчитана табл. 29, в которой при­ ведены максимальные значения высоты волн (3%-ной обеспечен­ ности) при данной силе ветра и необходимые для этого длина раз­ гона и продолжительность действия ветра.

Энергетические методы. В основу энергетических методов рас­ чета морских ветровых волн, как отмечено выше, положено решение уравнения баланса энергии (7.26). Имеется большое число решений этого уравнения, доведенное либо до расчетных формул, связываю­ щих элементы волн с силой ветра, продолжительностью его дейст­ вия и длиной разгона, либо до соответствующих графиков.

Тем не менее должной согласованности этих решений не достиг­ нуто. Причины этого заключаются, во-первых, в различии гипотез, принимаемых для получения дополнительного соотношения, связы­ вающего высоту и длину волны; во-вторых, в различии гипотез, Максимальные высоты волн для различной силы ветра и необходимые для их образования продолжительности действия ветра (I) и разгон (х) (по JI. Ф. Титову) сила ветра, баллы принимаемых для механизма передачи энергии ветра волне, а соот­ ветственно и в различии формул, используемых для расчета этой энергии; в третьих, не всегда достаточно обоснованны заключения об обеспеченности элементов волн, к которым относят полученные связи.



Достаточно полное решение задачи о расчете ветровых волн на базе уравнения баланса энергии ветровых волн получено В. В. Шу­ лейкиным. Выше были приведены его выводы о механизме пере­ дачи энергии от ветра к волне и формула для расчета передаваемой мощности, а также формула для расчета потери энергии на турбу­ лентное трение.

Для замыкания уравнения баланса энергии волн с целью уста­ новления расчетных зависимостей между волнообразующими фак­ торами и элементами волн Шулейкин использует выведенное им уравнение, связывающее относительные высоты и длины волн где X и h0— длина и высота волн на стадии наибольшей крутизны, соответствующей началу волнообразования и определяемой отноQ шением (3= — ^0,27, где с — скорость распространения волны, aw —1скорость ветра.

Исходя из условия, что при установившемся волнении переда­ ваемая мощность от ветра к волне полностью расходуется на вну­ треннее турбулентное трение, он получил следующее уравнение, вы­ раженное в безразмерной форме:

где ц — безразмерная высота волн; Ч=~г—', t — безразмерное время в секундах; — безразмерное расстояние (длина разгона); = = ------, где х — расстояние в километрах, w— в метрах в секунду й T — в секундах. Индекс оо при элементах волн характеризует их значения при полностью развитом (установившемся) волнении. Шу­ лейкин считает, что такой процесс наступает при р = 0,82. При ука­ занном значении р отношение ( “^ о о = 21. Исходя из него и уравhoo нения (7.48), можно получить следующие соотношения:

-—^-=50, На основе обработки результатов наблюдений Шулейкиным было установлено, что высота полностью развитых волн 5 %-ной обеспеченности связана со скоростью ветра соотношением:

Это позволило ему (с учетом приведенных соотношений) пост­ роить график (рис. 7.25), определяющий предельные элементы вет­ ловых волн 5%-ной обеспеченности как функции скорости ветра.

[На том же рисунке представлена кривая значений.величины дотоо, входящей в расчет безразмер­ ного расстояния в уравнение (7.49). Решение этого уравне­ ния в безразмерной форме по­ зволило построить графики для расчета безразмерной вы­ соты г| от безразмерного вре­ мени действия t (рис. 7.26) и безразмерного расстояния (рис. 7.27). Первая из них ис­ пользуется при развивающем­ уся волнении, а вторая — при 'установившемся. Определение Стадии развития волн осуще­ ствляется по граничной кривой (рис. 7.28). Если точка, Рис. 7.25. Предельные элементы вет­ ровых волн 5%-ной обеспеченности как функции скорости ветра (по Шу­ |наносимая по приведенным на рисунке координатам, оказывается |выше граничной кривой, то волнение принимается установившимся, а если ниже развивающимся.

Для перехода от безразмерных элементов волн к конечным ис­ пользуется диаграмма для расчета длины волны и их периода (рис, 7.29).

Таким образом, последовательность расчета будет следующая.

! По заданной скорости ветра определяются значения % оо, я w-%^ (рис, 7.25). По заданному разгону ветра х определяется безразмерх ное расстояние—, а по заданной продолжительности действия ветра — безразмерное время---. По этим величинам определяется ' стадия развития волн (рис. 7.28), в зависимости от которой используются либо первая (рис. 7.26), либо вторая (рис. 7.27) диаграммы, определяющие значения безразмерной высоты волны г. Н а этих диаграммах справа показаны безразмерные значения глубины моря, определяемые отношением грамме (рис. 7.29) определяют относительные периоды, длины волн ; и их крутизну, которые легко позволяют перейти (с учетом сказан­ ного выше) к абсолютным значениям элементов волн1.

Спектральный метод. В практике расчета элементов ветровых волн спектральный метод следует считать наиболее перспективным.

Естественно, как указано выше, при этом методе подхода к реше­ нию задачи расчета элементов волн (точнее, поля волнения) не ис­ ключается использование выводов классических, статистических и энергетических теорий, а напротив, их широкое и комплексное при­ ложение.

В наиболее простом виде спектральный метод можно рассмот­ реть на примере разработок, выполненных Пирсоном, Нейманом и Джеймсом, опубликованных в монографии «Ветровые волны». Пред­ ложенный ими метод используется в прогностической службе США.

Сущность метода состоит в установлении связей между элементами волн определенной обеспеченности или их средними значениями и энергией волн.

В качестве характеристики энергии заданной совокупности волн используется так называемый кумулятивный спектр, представляю­ щий интегральное значение элементарных волн в заданном диапа­ зоне их частот. Такие спектры рассчитываются для различных зна­ чений скорости ветра, продолжительности его действия и длины разгона. Между кумулятивным спектром Ек и элементами волн за ­ данной обеспеченности существует определенная связь. Так, на­ пример, средняя высота волны h связана с ним соотношением Для установившегося волнения найдена связь между величиной Ек и скоростью ветра w, выраженной в узлах, которая имеет вид Для определения среднего периода установившихся волн т ис­ пользуется эмпирическое соотношение а для средней длины волны X соотношение Для расчета элементов неустановившихся волн вводится ряд вспомогательных графиков, построенных на основе эмпирических связей.

Переход от средних значений элементов волн к элементам волн любой обеспеченности осуществляется с помощью графиков, анало­ гичных рис. 7.17.

В принятом в настоящее время в гидрометеорологической службе методе расчета (прогноза) ветровых волн тесно сочетаются спектральная и энергетическая теории волн с учетом статистиче­ ских законов распределения волн и выводов классических (гидро­ динамических) теорий.

В результате работ, выполненных в Государственном океано­ графическом институте (ГОИН ) и Союзморниипроекте (СМ НИ ИП ) коллективом авторов, разработано Руководство по расчету пара­ метров ветровых волн (Л., Гидрометеоиздат, 1969), ответственные редакторы которого Б. X. Глуховский и Ю. М. Крылов.

В этом руководстве выводы спектральной теории волн в основ­ ном используются при расчетах элементов волн в условиях слож­ ной береговой черты. Здесь элементы волн существенно зависят от углового энергетического спектра — Е (0), представляемого приcos20.



Pages:     | 1 |   ...   | 40 | 41 || 43 | 44 |   ...   | 67 |
 



Похожие работы:

«ИНВЕСТИЦИОННЫЙ ПАСПОРТ Муниципального образования Романовский район Алтайского края 1. Общие сведения 1.1. Общая характеристика муниципального образования Романовский район. Романовский район расположен в западной части Алтайского края на границе Кулундинской зоны, граничит с пятью районами края, в том числе: Завьяловский, Мамонтовский, Волчихинский, Новичихинский и Родинский районы. Расстояние до краевого центра г. Барнаула 222 км. До ближайшей ж/д станции Гилёвка, Кулундинской ветки железной...»

«ШЕКСПИР В МИРОВОМ ЛИТЕРАТУРЕ, ШЕКСПИР В МИРОВОЙ ЛИТЕРАТУРЕ ttfoktiuk статей. Издательство Художественная литература Москва • Ленинград 1964 Сборник подготовлен сотрудниками кафедр зарубежных литератур и советской литературы Ленинградского Государственного университета Общая редакция Б. Р е изо в а Оформление художника Г. Епифанова ОТ РЕДАКЦИИ Литературная деятельность Шекспира длилась недолго, около четверти века. Он рано, не достигнув пятидесяти лет, удалился на покой и вскоре умер. При жизни...»

«Три века городской усадьбы графов Шереметевых. Люди и события Алла Краско 2 Книга Алла Краско. Три века городской усадьбы графов Шереметевых. Люди и события скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Алла Краско. Три века городской усадьбы графов Шереметевых. Люди и события скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Алла Владимировна Краско Три века городской усадьбы графов Шереметевых. Люди и события 4 Книга Алла Краско. Три века городской...»

«В.Я. Ворошилов. Феномен игры Предисловие Книга, которую вы держите в руках, написана человеком, окрещенным одной из центральных газет как Инкогнито из Останкино. И действительно, Владимир Ворошилов, в отличие от всех своих телевизионных cобратьевведущих, предпочитает не появляться на экране. В передаче Что? Где? Когда?, придуманной и созданной им, присутствует лишь его голос. Лишь. Но это, оказывается, и создает тот уникальный эффект притяжения зрительного интереса и к личности ведущего...»

«Аннотация Знаменитый мальчик-лягушонок Маугли, хитрая пантера Багира, мудрый питон Каа, злобный тигр Шер Хан, юркий мангуст Рикки-Тикки-Тави – герои популярной Книги джунглей Джозефа Редьярда Киплинга, которой зачитывается не одно поколение читателей всего мира. Содержание: Как в джунгли пришёл страх Чудо Пурун Бхагата Нашествие джунглей Могильщики Королевский анкас Квикверн Рыжие собаки Весна Содержание КАК В ДЖУНГЛИ ПРИШЁЛ СТРАХ 5 ЧУДО ПУРУН БХАГАТА 33 НАШЕСТВИЕ ДЖУНГЛЕЙ 59 МОГИЛЬЩИКИ 105...»

«Авторы ответов: Василий Юнак, Петр Рыбачек, Игорь Иващенко, Максим Балаклицкий, Виктор Белоусов, Алексей Опарин, Лариса Сугай, Андриан Дмитрук, Иван Миненко, Александр Дулгер, Александра Ланц, Максим Гордиенко, Руслан Фазлеев. (c) 2000-2010, Твоя Библия www.bible.com.ua. Разрешается использование материалов в неизмененном виде, с упоминанием автора и с указанием точной ссылки на используемую статью. www.bible.com.ua Страница 1 из 95 Дорогие Братья и Сестры! Позвольте называть вас именно так,...»

«Книга рецептов для мультиварки Kambrook APR401 Книга рецептов для мультиварки Kambrook APR401 Содержание Рыба и морепродукты Мясо 32 Судак на пару 46 Горчично-медовые свиные ребра Каши 19 Сливочный суп с семгой и креветками 35 Семга на пару 48 Свинина под сыром 6 Каша рисовая 21 Борщ 36 Лосось в кунжутной пасте 49 Карбонад к завтраку 7 Каша манная 22 Грибной суп 37 Рыба в томатном соусе 50 Солянка по-грузински 8 Каша овсяная 24 Крем-суп овощной 38 Мидии в белом вине 51 Нежное мясо в кунжуте с...»

«Jesse James Garrett книга дж. гарретта ОРИЕНТИРОВАННЫЙ НА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕМЕНТЫ ОПЫТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Серия Библиотека дизайнера Джесс Гарретт Вебдизайн: книга Джесса Гарретта Элементы опыта взаимодействия Перевод С. Иноземцева А. Галунов Главный редактор Н. Макарова Зав. редакцией А. Копылов Научный редактор В. Подобед Редактор О. Макарова Корректор Д. Орлова Верстка Гарретт Дж. Вебдизайн: книга Джесса Гарретта. Элементы опыта...»

«Данное издание было разработано в рамках совместного проекта, осуществляемого ОО “Экопроект”, (Республика Беларусь) и Институтом социального менеджмента Восток – Запад, (Германия). Поддержка проекта была осуществлена Европейской комиссией, Фондом Евразия за счет средств, предоставленных Агентством США по Международному Развитию (USAID), в рамках программы малых грантов некоммерческой корпорации “ISAR, Inc”(США) в Республике Беларусь, Программой поддержки Беларуси Федерального правительства...»






 
© 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.