Основные понятия теории волн

Волновым движением жидкости называется процесс распространения в ней колебательного движения. Причины возникновения волн могут быть различ-ными. Это может быть действие ветра, подземных землетрясений, притяжения Луны, атмосферного давления и т.д. Рассмотрим основные виды волн:

1) ветровые волны, возникающие в результате передачи ветром части своей энергии свободной поверхности воды; поскольку ветер часто меняет свою скорость и направление движения, ветровые волны обычно имеют трехмерный нерегулярный характер, т.е. имеют форму холмов различной высоты, ширины и длины;

2) если ветровые волны вышли из зоны действия ветра или остались после его действия, они выравниваются, становятся регулярными (имеют одинаковый период, длину и высоту) - возникает зыбь (иног-да называют «мертвая зыбь»). Это волнение будет уже двумерным, так как третья мера - ширина стремится к бесконечности;

3) ветровые волны, а также волны зыби, вышедшие к береговому откосу, искажаются, вершина их поднимается, а впадина становится меньше – возникают прибойные волны. При определенном соотношении глубины воды и длины волны прибойные волны разрушаются. В этот момент на объекты, находящиеся в зоне разрушения волны, действует дополнительная импульсивная (ударная) нагрузка;

4) корабельные волны – волны, возникающие при движении корабля или каких – то других тел и сооружений вблизи свободной поверхности воды;

5) волны «цунами», возникающие в результате действия подводных землетрясений и извержений вулканов;

6) морские приливы и отливы, вызываемые притяжением луны и солнца:

7) сейши – медленные изменения уровня воды в акватории, возникаю-щие из-за неравномерного распределения атмосферного давления в морском бассейне;

8) нагонные волны, возникающие из-за нагона ветром воды в узкости и заливы. Именно сейши и нагонные волны являются причиной часто возникающих в Петербурге наводнений;

9) капиллярные волны – волны, возникающие в результате нера-вномерности действия сил поверхностного натяжения;

10) внутренние волны – волны, возникающие на границе раздела двух слоев воды, обладающих различной плотностью из-за различной температуры или солености. Этот вид волн может вызвать интен-сивную качку подводных аппаратов.

Для расчетов качки важно знать характеристики, в основном, первого, второго, третьего, четвертого и десятого видов волн, а остальные волны надо учитывать в повседневной эксплуатации с точки зрения безопасности. Наиболее изучены в настоящее время регулярные волны (зыбь), ветровые и корабельные волны.

Дата добавления: 2015-07-02