WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 55 | 56 || 58 | 59 |   ...   | 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 57 ] --

Рассмотрим, как будет развиваться при заданных условиях циркуляция в прибрежной полосе. П од действием ветра вначале возникает дрейфовое течение, которое будет переносить массы воды в направлении, перпендикулярном к действию ветра. Если ветер дует под острым углом к береговой черте, то нормальная к берегу составляющ ая дрейфового потока, создающая сгон или нагон, будет равна Наличие нормальной к береговой черте составляющей дрейфо­ вого потока вызовет наклон уровня, а следовательно, и градиент­ ное течение. Но с возникновением градиентного течения появится и нормальная к берегу составляющ ая потока Ф ' (рис. 9.10), ко­ торая будет направлена в сторону, обратную нормальной состав­ ляющей дрейфового потока.

В первый период после начала действия ветра, когда уклон по­ верхности мал, нормальная к берегу составляющая дрейфового по­ тока Фп будет превышать нормальную к берегу составляющ ую градиентного потока Ф ' и уклон будет возрастать. Н о возраста­ ние уклона вызовет возрастание скорости градиентного течения, а следовательно, и потока Ф ^. П р и некотором угле наклона уровня моря наступит равновесие, при котором потоки Ф п и Ф ' вырав­ ниваются. Очевидно, что после этого дальнейшее изменение уровня происходить не будет (если ветер не меняется) и циркуляция бу­ дет установившейся. Это условие равновесия запишется в форме равны:

П риравнивая выражения обоих потоков, найдем, что или, учитывая формулу (9.8) и принимая D '= D, получим П о уравнению (9.31) можно рассчитать величину наибольшего уклона уровня у, зная скорость дрейфового течения на поверхно­ сти Uo и ориентировку ветра относительно береговой черты — угол р. Наоборот, измерив уклон уровня моря при установившемся режиме циркуляции, можно определить скорость дрейфового те­ чения на поверхности. Равенство (9.32) позволяет такж е рассчитать для —2 Поверхностное скорость градиентного течения по ско-. — 5 роста дрейфового течения на поверх­ Н а основании изложенного можно представить распределение скоростей течения по вертикали в прибрежной В ' - S - Придонное регом. Вся толщ а воды в этом случае у////////;/////;///V/z?y/? разбивается на три слоя:

слой — слой трения D ' охвачен при­ донным течением, характер которого показан на рис. 9.5.

2. Слой, расположенный между слоями трения D' и D, где наблюдает­ ся глубинное течение с постоянной ско­ ростью ут, направленное параллельно береговой черте. Оно простирается до самой поверхности моря (рис. 9.5).

3. Поверхностный слой толщ иной D (где D — глубина трения), в кото­ ром развивается поверхностное тече­ ние, представляющее собой геометри­ ческую сумм у глубинного течения по­ стоянной скорости и дрейфового тече­ ния, характер которого показан на рис. 9.6.

Н а рис. 9.11 дана схема прибреж ­ Рис. 9. П. Циркуляция вод под ной циркуляции в вертикальном раз­ действием ветра у приглубого резе (рис. 9.11 а) и в плане (рис. 9. больше суммы D + D '. П ри этом D' принято равным D.

Если глубина моря Н = D + D ', то исчезнет промежуточный слой с глубинным течением. П р и дальнейшем уменьшении глубины моря необходимо рассм отреть'прибреж ную циркуляцию с учетом изме­ нения годографов векторов дрейфового градиентного течения при глубинах моря меньше D (рис. 9.5, 9.8). С уменьшением глубины дрейфовое течение приближается к направлению дующ его ветра, ja градиентное — к направлению наибольшего уклона уровня. П о ­ этому в мелководном районе наибольший сгон или нагон будет наблюдаться тогда, когда ветер дует перпендикулярно к береговой черте. П р и этом схема прибрежной циркуляции может быть пред­ ставлена в следующем виде: на поверхности потоки воды, обуслов­ ленные дрейфовым течением, направлены по ветру, а в придонном слое имеют направление, перпендикулярное к.береговой черте, в сторону, противополож ную действию ветра, и обусловлены гр а ­ диентным течением.

Основы теории суммарных течений открытого моря. Рассмотрен­ ные теории дрейфовых и градиентны х течений и основанная на них схема прибрежной циркуляции имеют существенные ограничения, так ка к они не учиты ваю т влияния сил бокового трения, являю ­ щегося результатом горизонтального турбулентного обмена, обус­ ловленного трением о стенки берегов или трением в вертикальной плоскости между потоками различных скоростей. Теория устано­ вившихся течений, возбуждаемых ветром в неоднородном море (оке­ ане), с учетом сил бокового и горизонтального трений, была раз­ работана В. Б. Ш токм аном, который рассматривает одновременно дрейфовое и градиентное течения. Вследствие математических трудностей, возникаю щ их при учете сил бокового трения, Ш т о к ­ ман определяет не скорости течения и законы их распределения по вертикали и горизонтали, а полные потоки масс воды от поверх­ ности до дна. П оэтому эту теорию называют т е о р и е й п о л н ы х п о т о к о в. Учитывая, что в суммарных течениях (дрейфовых и гр а ­ диентных) основная масса воды переносится именно в поверхност­ ных слоях моря, можно в первом приближении принять изолинии потоков воды за линии тока, а по густой изолинии вести расчет, Исходные уравнения, принятые Ш токм аном, представляют у п ­ рощенные уравнения Н авье— Стокса и имеют вид:

где j i i — коэффициент бокового (горизонтального) трения; ц — к о ­ эффициент межсловного (вертикального) трения. Остальные обо­ значения прежние.

Уравнения (9.33)отличаются от уравнений, принятых Экманом, наличием первого слагаемого, характеризую щ его боковое трение.

Кроме того, поскольку учитываю тся и градиентные течения, в урав­ нениях (9.33) составляющие градиента давления по осям X и Y и не будут равны нулю. Следовательно, они связывают три неизвестных величины: u, v и р, для определения которых !



необходимо третье уравнение. Этим уравнением сл уж и т уравнение неразрывности Системы дифференциальных уравнений (9.33) получены при i определенных допущ ениях, которые позволили упростить уравнения Н авье— Стокса. Первое из них это то, что турбулентное трение принято соответствующим полуэмпирической теории П рандтля.

В гл. I I I были показаны несовершенства этой теории и было отме­ чено, что современные теории турбулентности это статистическая и спектральная, исследующие непосредственно пульсационные движения как случайный процесс. Далее, течение принято установившимся, а море принимается достаточно глубоким.

Однако, несмотря на сделанные упрощ ения, решение исходных уравнений (9.33) остается сложным. П оэтому на первом этапе ре­ шается задача определения не поля скорости течений при задан­ ном поле ветра, а поля полных потоков.

К ак показано выше, составляющие полных потоков по коорди­ натным осям X и Y определяются соотношениями (9.18). О днако : удобнее вместо полных потоков определять вначале ф у н к ц и ю п о л н ы х п о т о к о в if), связанную с составляющ ими полных по­ токов соотношениями:

Учет воздействия ветра осуществляется введением силы трения, составляющие которой по координатным осям Т * и Т „ связаны ; с вертикальными градиентами составляю щ их скорости течения соотношениями:

П ри указанны х условиях решение уравнений (9.33) с учетом (9.34) дает Решение уравнения (9.35) осуществляется методом конечных разностей путем последовательного уточнения результатов рас­ четов методом итераций. Оно требует большого объема вычисле­ ний и осуществляется на электронных вычислительных машинах.

Дальнейшее развитие теория полных- потоков получила в тр у ­ дах Линейкина, Саркисяна, Фельзенбаума и др., которые сделали ш аг в сторону перехода от полных потоков к полю течений как в глубоком, та к и в мелком море. В настоящее время произведены расчеты полей течений для условий, приближ аю щ ихся к реальным.

Рассмотрим направление этих исследований. При решении у к а ­ занной задачи возникает много трудностей: трудности принципи­ ального характера, трудности, связанные с определением необ­ ходимых эмпирических констант, математические трудности, свя­ занные с невозможностью решения интегро-дифференциальных уравнений, определяющих суммарные течения даже на современ­ ных электронно-вычислительных машинах.

И з принципиальных трудностей укаж ем только на две. Первой из них является отсутствие законченной теории турбулентности.

Поэтому— при решении конкретных, задач по расчету суммарных течений обычно основываются на полуэмпирических теориях ту р ­ булентности, недостатки которой показаны в гл. I I I. К сожалению, перспективные теории турбулентности — статистическая и спек­ тр а л ь н а я — пока не могут быть использованы для конкретных рас­ четов.

Вторая принципиальная трудность это отсутствие уравнения со­ стояния морской воды. Состояние атмосферы определяется извест­ ным законом Клапейрона pv = RT. Относительно морской среды предложено большое число моделей для замены уравнения состоя­ ния, каж дая из которы х вместе с определенными преимуществами обладает и существенными недостатками.

В зависимости от того, какие приняты исследователем модели для характеристики турбулентности и состояния морской воды, по­ лучаются различные результаты при окончательном решении ис­ ходных уравнений. К изложенному выше можно добавить прин­ ципиальные трудности, связанные с учетом рельефа дна, размеров и конф игурации морей и океанов, способов учета изм енчивости!

отклоняющ ей силы вращения Земли (так называемый (3-эффект),!

кривизны поверхности океана и многих других факторов.

Трудности, связанные с определением эмпирических констант,] легко показать на примере количественных значений коэффициен­ тов турбулентности, значения которых, как показано в гл. 111, от­ личаются на несколько порядков.

М атематические трудности вытекаю т прежде всего из предше­ ствующ их, но не только из них. В настоящее время имеются воз- можности составить полное уравнение задачи для расчета сум ­ марных течений (так ж е как и для расчета других океанографиче­ ских элементов), которые «скромно» называют примитивными.

Однако полного их решения не получено ни в океанографии, ни Учитывая указанные трудности, исследователи при установле-!

нии расчетных соотношений для определения суммарных течений вынуждены вводить определенные гипотезы, ограничения, условия) Каж дое исследование. вносит несомненный вклад в изучаемое явление. Н о вместе с тем, к сожалению, следует констатировать, что проблема расчета морских течений является далеко не завер-| шенной, хотя необходимость ее решения в ближайшее время не С деталями решения задачи расчета суммарных течений для условий, приближ аю щ ихся к реальным, можно ознакомиться по монографиям Линейкйна, Саркисяна,. Фельзенбаума и других авто­ ров, которые приведены в списке литературы.

Практические методы расчета суммарных течений. Обычно сведения по течениям выбираются из соответствующих пособий, при построении которых используются различные методы. П р о ­ стейшими из них являются с т а т и с т и ч е с к и е, сущность кото­ рых заключается в изображении на картах средних величин на­ блюденных течений, осредненных за месяц или сезон, в построении роз течений, характеризую щ их повторимость течений различных направлений за тот же период. Этими методами составлены по­ собия по течениям для океанов и большинства морей.

Д р уго й метод может быть назван методом т и п и з а ц и и. С ущ ­ ность метода состоит в том, что течения, наблюденные при отно­ сительно близких полях ветра, наносятся на один бланк, незави­ симо от сезона и года наблюдений, и используются в последую­ щем для определения элементов течений при аналогичных ветро­ вых условиях. В обоих методах предварительно исключаются из наблюденных течений составляющие приливного течения, о мето­ дах расчета которых сказано ниже.



Pages:     | 1 |   ...   | 55 | 56 || 58 | 59 |   ...   | 67 |
 



Похожие работы:

«ГЛАВЫ ЖИЗНИ СОФИЯ 2000 1 Т. Лобсанг Рампа. Главы жизни. Пер. с англ. — К: София, 2000. — 192 с. Несколько книг Лобсанга Рампы, опубликованных в издательстве София, вызвали огромный интерес и обширную корреспонденцию, они сразу же стали бестселлерами. Все эти книги очень легко читаются и будят мысль своими исследованиями в области Тайного. Лобсанг Рампа, мистик, мудрец и тибетский лама, автор Третьего глаза и многих других замечательных книг, предлагает еще один трактат о развитии духовного...»

«Язык интонации, мимики, жестов Оглавление Предисловие Введение Основы осознанного восприятия Критерии осознанного восприятия Критерии оценки Поза Мимика Жестикуляция Зоны и дистанция Язык интонации, мимики, жестов Предисловие Если бы вам предложили перечислить цвета, присутствующие в вашем доме, то для их описания вам, вероятно, потребовалось бы изрядное количество слов. В моей комнате, к примеру, стены имеют желтый, ржаво-красный и коричневый оттенки, ковер — оранжевый, книжные полки — белые,...»

«Острый панкреатит Под редакцией проф. Э.В. Недашковского Москва 2009 УДК 616.37 002(083.13) ББК 54.13 О79 Рецензенты: Гальперин Э.И. — д р мед. наук, проф., зав. отделением хирургии пече ни, зав. курсом хирургической гепатологии ММА им. И.М. Сеченова; Попов В.А. — д р мед. наук, проф. кафедры общей хирургии СГМУ. Авторский коллектив: Бобовник Сергей Викторович — канд. мед. наук, доцент по курсу клини ческой трансфузиологии кафедры анестезиологии и реаниматологии СГМУ; Дуберман Борис Львович —...»

«УСТАВ внутригородского муниципального образования Санкт-Петербурга города Сестрорецка Санкт-Петербург, 2011 год МУНИЦИПАЛЬНАЯ ГАЗЕТА №22(245) 16 августа 2011 года Издается с марта 1937 года оФИЦИАЛЬНо МУНИЦИПАЛЬНЫЙ СОВЕТ ГОРОДА СЕСТРОРЕЦКА четвертый созыв РЕШЕНИЕ о пРИНятИИ УстАвА вНУтРИгоРодского мУНИЦИпАЛЬНого обРАзовАНИя сАНкт-пЕтЕРбУРгА гоРодА сЕстРоРЕЦкА Принято Муниципальным советом 07 июля 2011 года города Сестрорецка N 100 В целях приведения Устава внутригородского муниципального...»

«УТВЕРЖДЕН 36567521.4012.003-05 34-ЛУ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС “ФПСУ-IP/КЛИЕНТ” Руководство пользователя 36567521.4012.003-05 34 Листов 31 2005 Литера 01 Комплекс “ФПСУ-IP/Клиент” Содержание 1. Общие сведения о комплексе “ФПСУ-IP/Клиент” 2. Инсталляция комплекса 3. Запуск комплекса 4. Эксплуатация комплекса 4.1 Настройка устройства VPN-key 4.1.1 Настройка параметров межсетевых туннелей 4.1.1.1 Описание МЭ “ФПСУ-IP” 4.1.1.2 Описание доступных через МЭ рабочих станций 4.1.1.3 Настройка...»

«8000 рыбацких советов от знатока Алексей Горяйнов 2 Книга Алексей Горяйнов. 8000 рыбацких советов от знатока скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Алексей Горяйнов. 8000 рыбацких советов от знатока скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Алексей Георгиевич Горяйнов 8000 рыбацких советов от знатока 4 Книга Алексей Горяйнов. 8000 рыбацких советов от знатока скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Автор выражает...»

«Борис Евсеевич Чертой Книга 2. Ракеты и люди. Фили-Подлипки-Тюратам Предисловие к первому изданию В конце 1994 года вышла из печати первая книга моих воспоминаний Ракеты и люди. Незамедлительно последовали письма и устны е отзывы, телеф онны е звонки, содерж ащ ие как хвалу, так и справедливые замечания. Интерес, с которым была встречена книга, превзошел мои ожидания. У многих читателей возникал в о п р о с: ко гд а б у д е т п р о д о л ж е н и е ? Не о б л а д а я л и те р а ту р н ы м о п ы...»

«Благодарим за покупку IP-УATC Panasonic. Внимательно прочтите это Руководство перед использованием изделия и сохраните его для будущего использования. Установку и программирование системы должен выполнять Авторизованный Установщик. KX-TDE100/KX-TDE200: программный файл PMMPR версии 2.0000 или выше KX-TDE600: программный файл PGMPR версии 2.0000 или выше Основные функции Основные функции Связь по IP IP Softphone Эта УАТС поддерживает связь по IP с Установка на ПК программного телефона помощью...»

«ИНФЕКЦИИ, ПЕРЕДАВАЕМЫЕ ПОЛОВЫМ ПУТЕМ Руководство для дерматовенерологов, акушеров-гинекологов, урологов, инфекционистов, педиатров, семейных врачей и руководителей здравоохранения Руководство Инфекции, передаваемые половым путем Руководство включает основные вопросы эпидемиологии и профилактики инфекций, передаваемых половым путем, диагностику и лечение сифилиса, гонореи, хламидийной инфекции, трихомониаза, ведение пациентов, инфицированных вирусами папилломы человека, герпеса, иммунодефицита...»

«Опорный конспект лекций Тема 1. Общие основы методологии проведения исследований. Основные понятия. Основные термины методологии познания: исследование, исследователь, ученый, аналитик, эксперт, обыватель, методология, метод, методика, наука и образование, объект и предмет, гипотеза, факт, явления и процессы, взаимосвязи и закономерности, категория и понятие, принципы научного познания, принципы научной этики, модель, теория, проблема, аргументы, аргументация, тезисы, принцип, парадокс, закон,...»






 
© 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.