5.8.2: Зв'язані довгі хвилі та серфбіт

Last updated
Save as PDF

Page ID: 1316

Judith Bosboom & Marcel J.F. Stive
Delft University of Technology via TU Delft Open

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Поняття напружень хвильового випромінювання та хвильових індукованих сил, розглянутих у цьому розділі, не включало тимчасових варіацій, створених окремими хвилями або хвильовими групами, оскільки радіаційне напруження розраховувалося як результуюче інтегроване протягом хвильового періоду та будь-яких хвильових груп. Як ми бачили в секті. 3.5.3 хвилі зазвичай подорожують групами вищих і менших хвиль. Через зміну висоти хвилі в групах випромінювальні напруги також змінюються, будучи найвищими під найвищими хвилями. Це призводить до зміни в часі в зоні мілководдя, з найбільшою депресією під найвищими хвилями. Ефект від цього полягає в довгохвильовому русі за шкалою хвильової групи. Довга хвиля вимушена; вона має довжину і частоту групи, а швидкість фази не є швидкістю вільної гравітаційної хвилі, але вона рухається з групою зі швидкістю групи хвиль. Це явище називають пов'язаною довгою хвилею, пов'язаної з групою.

2021-10-27 пнг — Малюнок 5.79: Зв'язана довга хвиля, ідеально виходить з фази (\(\pi\)рад) з хвильовою групою. Зверніть увагу, що жолоби пов'язаної довгої хвилі збігаються з максимумами оболонки хвильової групи. Біхроматична хвиля складається з двох хвиль:\(a_1 = 0.5\ m\),\(T_1 = 5.75\ s\) і\(a_2 = 1.0\ m\)\(T_2 = 6.15\ s\), подорожуючи в глибині води\(30\ m\). Довжина групи\(L_g = 420\ m\).

Для досконалої пов'язаної довгої хвилі фазовий зсув між довгохвильовою та короткохвильовою оболонкою (огинаючи максимуми та мінімуми окремих хвиль) дорівнює\(-\pi\) (він\(180^{\circ}\) поза фазою) з групою, що означає, що хвильовий жолоб пов'язаних довгих хвиль збігається з максимумом хвилі конверт, див. Рис. 5.79).

Однак насправді, здається, що кореляція між рухом довгих хвиль і групою менша (але все ще негативна, поки ми залишаємося офшором від зони серфінгу), і що вона змінюється в позитивну кореляцію, коли ми входимо в зону серфінгу. Зміна кореляції вказує на те, що довгі хвилі більше не рухаються зі швидкістю групи. Кажуть, що пов'язана довга хвиля звільняється з групи після розриву. Як ми побачимо в гл. 7, кореляція важлива для величини та напрямку транспортування осаду довгою хвилею.

Через зміни висоти хвилі в групі розрив хвилі може відбуватися з перервами всередині групи для хвиль, які перевищують певну висоту. Це породжує змінну в часі настройку і, отже, коливання рівня води біля берега. Загальна назва низькочастотного коливання рівня води біля берега - прибій. Точні механізми генерації серфінгу все ще невизначені, і крім справжнього пояснення, в літературі було запропоновано багато альтернативних, а іноді суперечливих пояснень.

Прибій ударів, що відбуваються біля входів в порт, можуть мати негативний вплив на умови швартування в басейні гавані.