Нарастание волн ветровых III

Для сравнения с профилями волн на рис. 138 пунктиром нанесена трохоида непосредственно под ней лежит сплошная кривая, к которой идет указка от цифры 0 профиль мертвой зыби с отношением высоты к длине 0,1. Как видим, даже профиль мертвой зыби несколько отличается от трохоиды. Еще ниже расположены профили волн, соответствующие значениям ц/у 0,75 1,5 и 2,4. Все они построены по тому способу, по какому строились профили на рис. 137. Они все больше и больше заостряются по мере нарастания г/у, т. е. нарастания скорости ветра, вызывающего дрейфовое течение, при всех прочих равных условиях. Коэффициент а, характеризующий заостренность вершин при данной величине отношения /г/А., последовательно принимает значения 0,583 (без ветра) 0,53 0,47 0,41, в то время как для трохоиды с тем же отношением /г/А, он составляет 0,667. [c.260]

Работая в области физики вязких жидкостей, оригинальную гипотезу предложил П. Л. Капица [21]. Не вдаваясь в детали аэродинамической картины над волной, этот автор считает, что энергия Wy, передаваемая ветром волне, в расчете на единицу поверхности моря в единицу времени равна ут с, причем — интеграл горизонтальных составляющих давления воздуха на протяжении длины волны А,, деленный на X, а 7 — некоторый поправочный множитель, меньший единицы. Свою гипотезу этот автор предлагает проверять по выведенной им формуле, характеризующей минимальную скорость ветра при которой возможно развитие (нарастание) волн на поверхности воды, [c.280]

Несложные соотношения, приведенные здесь, позволили впервые проследить за энергетикой ветровой волны, используя и записи нарастания волн при работе ветра различной силы, и записи затухания волн под действием тех же сил, которые поглощали часть энергии на отмеченном первом этапе опытов (при нарастании волн). [c.286]

Те же рабочие диаграммы позволяют рассчитать постепенное нарастание ветровых волн при увеличивающейся скорости ветра. Необходимо разбить кривую нарастания скорости ветра на этапы и заменить ее ступенчатой линией, причем на каждой ступени скорость ветра будет приниматься постоянной. В качестве примера на рис. 171 изображены результаты такого расчета, здесь начальная скорость ветра была равна 12 м/сек затем, на следующей [c.326]

Существует много решений уравнения баланса энергии ветровых волн. На их основе разработаны различные методы расчета волн и формулы связи между элементами волн и ветром. На каждой стадии развития волн увеличение энергии, передаваемой от ветра, определяет рост элементов волн, в частности увеличение высоты, длины и скорости распространения. Нарастание длин волн проис-ходит быстрее высот, с чем связано уменьшение крутизны волн. Устойчивые волны существуют при определенной крутизне б = = 1/7- 1/10, после чего начинают разрушаться. [c.121]

Действительно, при нарастании отношения Hjh и одновременном нарастании величины правая часть равенства (121) очень быстро возрастает, стремясь к бесконечности. Физически это означает, что на глубоком море трохоидальные волны могут распространяться на неограниченные расстояния, не изменяя своего профиля и поэтому не разрушаясь. Разумеется, это относится к безветрию, в случае же штормового ветра профиль волн делается неустойчивым по другой причине, описанной в 9 и 10. Сейчас мы не инте- [c.268]

На первый взгляд может показаться наиболее естественным вычислять энергию волн, покрывающих весь периметр кольцевого бассейна, в некоторый выбранный момент времени и следить за постепенным нарастанием этой величины под действием ветра. Однако практически вопрос неизбежно сводится к вычислению энергии волн, пробегающих мимо поля зрения регистрирующего фотоаппарата и оставляющих след на светочувствительной ленте. Именно в связи с этим обстоятельством возникает принципиальное затруднение на пути точного учета энергии. [c.286]

Теория нарастания длины волн под действием ветра 299 [c.299]

Теория нарастания длины волн нод действием ветра [c.299]

Увеличение кинетической и потенциальной энергии волн непосредственно проявляется в нарастании высоты волн, поскольку энергия их, приходящаяся на единицу поверхности моря, пропорциональна квадрату высоты см. формулы (58) и (59)]. Как известно, длина волн не входит в соотношение, определяющее эту величину. Именно поэтому физическая причина нарастания длины волн под действием ветра всегда ускользала от исследователей, подходивших к энергетическим задачам. [c.299]

До появления исследований, изложенных в 18, не были известны причины и законы нарастания длины волн под воздействием ветра. Некоторые иностранные авторы вразрез с принципами механики полагали даже, что часть энергии, передаваемой ветром, идет на нарастание высоты волн, а другая часть — на увеличение фазовой скорости волн (иными словами, на увеличение длины волн). В настоящее время мы знаем причину и законы нарастания длины волн (см. 18). Эти теоретические построения, как будет пока-У,м ссн зано ниже, полностью подтверждаются на матери- [c.308]

Эта сила вообще никак не Изменяла бы энергию волн, если бы скорость воздушных частиц над вершинами волн не отличалась от скорости воздушных частиц над подошвами волн момент количества движения водных частиц по их орбитам не мог бы тогда меняться за счет тангенциальных сил, так как за одну половину оборота водных частиц по орбитам ветер действовал бы на них с такой силой в сторону вращения, с какой действует он за другую половину оборота в сторону, противоположную вращению. Вопреки мнению некоторых авторов, к исследованию энергетики волн нет никаких оснований привлекать действие тангенциальной силы на поступательное движение вод оно никак не отражается на круговом движении частиц, а просто ведет к нарастанию скорости дрейфового течения. Та небольшая доля, которую вносит тангенциальная сила в баланс энергии волн, обусловлена исключительно неравенством скоростей ветра над вершинами и над подошвами волн. Действительно, продувки моделей волн в аэродинамических трубах показали, что давление воздуха над подошвой превышает давление над вершиной на небольшую величину Др. В случае волн, бегущих с фазовой скоростью с, можно связать /S.p со скоростью ветра посредством соотношения [c.340]

Действительно, при возникновении начальных двумерных волн на поверхности моря высота этих волн не может быть одинаковой на всем протяжении фронта ввиду непостоянства поля ветра на одних участках фронта волн высота неизбежно будет больше, чем на других участках. Но ведь в соответствии с формулой (181) мощность, поступающая от ветра, будет больше именно там, где высота волн оказалась большей. Следовательно, возникнут условия неустойчивости неравенство высот вдоль фронта волн будет непрерывно нарастать, волны приобретут трехмерный вид (рис. 183 и 184). Однако такой вид может сохраняться лишь на промежуточной стадии волнения по мере приближения высоты волн к предельной (для данной скорости ветра и данного расстояния от наветренного берега) нарастание высоты волн будет замедляться тем больше, чем ближе высота к ее предельному значению тем самым будет выравниваться фронт волн и уменьшаться различие в высоте волн вдоль одного и того же первоначального фронта. В результате штормовая зыбь будет стремиться к двумерному типу. К этому вопросу мы вернемся в 34. [c.354]

Но если замена трехмерного волнения двумерным не могла повредить надежности выкладок при разработке методики расчета элементов волн, то еще далеко не так ясна правомочность этих выкладок относительно волнения, весьма неправильного по высоте, длине, периодам (а следовательно, и фазовым скоростям), отдельных волн. Многочисленные инструментальные измерения элементов волн в океане и на внутренних морях позволяют в настоящее время составить совершенно объективное суждение об отличии действительного характера волнения от того правильного, какое по необходимости принимается при изучении физики ветрового волнения. Как было видно в предыдущих параграфах, даже применительно к такому, правильному, волнению лишь в самое последнее время удалось найти уточненные кинематические характеристики, сформулировать фундаментальную теорему о нарастании длины волн под действием ветра, найти уравнение поля ветровых волн в океане, для моря произвольной глубины и интеграл этого дифференциального уравнения, который послужил для составления рабочих формул и графиков для практического расчета волн заданной (5%-ной) обеспеченности. [c.356]

Нарастание волн за время от О до 11 час, отмеченных ординатой максимума, вычислено по способу, описанному в предыдущем параграфе. Так лолучена восходящая часть кривой h на рис. 176, на котором воспроизведена пунктиром кривая изменения скорости ветра от нуля до 60 м/сек, затем до нуля, далее — со сменой направления — снова до 60 м/сек и, наконец, до нуля после прохождения всей системы урагана через исследуемую точку. [c.331]

Совершенно очевидно, что нарастание энергии Е вызывается воздействием ветра, передаюш его энергию воде, и что только часть передаваемой энергии идет на увеличение высоты волн некоторая часть поглощается внутренним трением в воде. В. М. Маккавеев [18] сделал попытку определения (1Е1(И из уравнения баланса энергии [c.279]

Это среднее значение непрерывно растет благодаря питанию волн энергией ветра. Именно за его нарастанием необходимо следить при изучении развития волн в штормовом бассей- [c.285]

Попытаемся доказать, что причина и закономерности нарастания длины волн под действием ветра могут быть обнаружены и изучены весьма легко, если мы применим теорему о кинетическом моменте к частицам воды, описывающим почти круговые орбпты на волне [27. [c.300]

В 14 уже было сказано, что В. М. Маккавеев [18] предложил исследовать энергетический баланс ветровых волн для определения закона нарастания их высоты во времени. В левой части уравнения (145), предложенного этим автором, записана мощность, идущая непосредственно на увеличение высоты волн в правой части содержится разность мощностей доставляемой воде от ветра и расходуемой на внутреннее трение при волнении. Предполагалось, что передаваемая мощность вызвана наличием тангенциальной силы трения между потоками воздуха и поверхностью бегуших волн. [c.307]

Этот вывод теории вполне совпадает с результатами многочисленных инструментальных измерений ветроша волн в океане. Необходимо подчеркнуть, что речь идет только о чисто ветровых волнах, ибо скорость мертвой зыби, пришедшей из какого-то иного района, никак не связана со скоростью ветра, измеренной в данной определенной точке. В то же время этот важный вывод следует и из нашей теории нарастания длины волн под воздействием ветра. [c.310]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология