Възникване, развитие и разпространение на ветровите вълни


Категория на документа: Физика


За да бъде решено това уравнение е въведена емпирична зависимост между стръмнината на вълната и степента на развитие на вълната , която е показана на фиг. 6.

Използвайки тази зависимост те решават енергетичното уравнение и получават графиците на фиг.7 и фиг. 8 между бездименсионалните величини , , и , където t e времето, а x e разгона. Зависимостите представени на горните две графики се дават с уравненията:

където F е разгона.
На основата на горните резултати е получена горната графика.
Спектрални модели за предсказване на вълнението

Някои от еднодименсионалните спектрани модели могат да бъдат използвани за определяне на вълнението в дълбоководието.

Спектърът на Bredshneider е определен за средните височина и период на вълната. Те могат да бъдат определени по SMB метода, който дава Hs и Ts и след това от разпределението на Rayleigh, се получават съответните височини и периоди на вълните H100/Hs=0,63, Т=Тs.

Спектърът на Pierson-Moskowitz е валиден за напълно развито море. Той може да бъде изчислен за скорост на вятъра измерена на 19,6 m над морското равнище. Ако обаче вълнението е лимитирано от разгона и продължителността се получават значителни грешки.

Спектърът JONSWAP е изведен за вълнение лимитирано от разгона. В Shore Protection Manual, 1984 (SPM) се препоръчва дълбоководното вълнение да се определя с използване на параметричен модел основаващ се на JONSWAP спектъра. Процедурата е приложима за вълнение лимитирано от разгона и продължителността на вятъра и могат да се използват съответни графици или следните уравнения:

където: (m/s), Ts=0,95Tp
Oт горните уравнения се определят Hmo и Tp за вълнение лимитирано от разгона, след което лимитиращата продължителност може да бъде изчислена от третото уравнение. Ако действителната продължителност е по-малка от граничната, тогава вълнението е лимитирано от времето и се изчислва отново разгона от второто уравнение за действителната продължителност и съответно се изчислват нови стойности на Hmo и Tp.
Горните уравнения са валидни само преди достигане условията за напълно развито море:

Затова получените стойности трябва да бъдат проверени.

Числени модели за предсказване на вълнението

Тези модели се основават на числено интегриране на уравнението за спектрален енергиен баланс:

Членовете от лявата страна представляват съответно притока на енергия от вятъра, нелинейният трансфер на енергия от вълните с високи чесоти към такива с по-ниски честоти и диссипацията на енергия. Членовете от дясната страна дефинират спектралното нарастване на вълните във функция на времето и пространството. За напълно развито море . Уравнението може да бъде приложено за еднодименсионален S(f) и двудименсионален S(f,). Фигура 6.18 представя нагледно еднодименсионален баланс на енергията в дадена точка, когато вълновата енергия нараства




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Възникване, развитие и разпространение на ветровите вълни 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.