波高为有限值的余波。其理论有斯托克斯波、孤立波、椭余波、余摆线波等理论,但目前应用较广的则为余摆线波理论。结合不同情况,它又可细分为深水推进波及浅水推进波两类。深水推进波 其中典型的理论为盖司特耐(F. G erstner)于1802年提出的圆余摆线理论。他认为在深水中二维有限振幅推进波中,水质点在垂直平面上做等速圆周运动
波高为有限值的余波。其理论有斯托克斯波、孤立波、椭余波、余摆线波等理论,但目前应用较广的则为余摆线波理论。结合不同情况,它又可细分为深水推进波及浅水推进波两类。
深水推进波 其中典型的理论为盖司特耐(F. G erstner)于1802年提出的圆余摆线理论。他认为在深水中二维有限振幅推进波中,水质点在垂直平面上做等速圆周运动,见图1。由图2可得水质点的运动关系式为:
有限振幅推进波
式中 σ=2π/τ;k=2π/λ,τ为周期,λ为波长,γ为水质点轨迹圆半径。
有限振幅推进波
根据连续性方程和运动方程可得
有限振幅推进波
水面波形方程为
有限振幅推进波
式中 θ为参变数。这个方程表示的曲线为圆余摆线,见图3。超高为:ξ=
水质点运动速度为:
有限振幅推进波
波压强为:
有限振幅推进波
波能量为:
有限振幅推进波
图1 圆余摆线波浪理论
图2 质点运动关系
图3 圆余摆线
图4 椭圆余摆线波浪理论
浅水推进波 其中典型的理论为鲍辛耐司克(J.B oussinesq)于1871年提出的椭圆余摆线理论。他认为浅水中二维有限振幅推进波中,水质点在垂直平面上做椭圆运动。见图4。椭圆的水平轴为长轴,垂直轴为短轴,由图5,水质点m的运动关系式为
有限振幅推进波
式中
有限振幅推进波
图5 质点运动关系
根据连续性方程和运动方程可得:
有限振幅推进波
水面波形方程为
有限振幅推进波
式中 θ为参变数。这个方程表示的曲线为椭圆余摆线,见图6。
超高为:
有限振幅推进波
水质点运动速度为:
有限振幅推进波
波压强为
有限振幅推进波
波能量为
有限振幅推进波
图6 椭圆余摆线
当椭圆余摆线理论中水深趋于很小时,其极限情况就和孤立波理论所得结果一致。此时,相邻波峰间实际上已无关联;波长可以认为是无限大。有时周期波波峰附近一段的波动特性可用孤立波理论来处理。
所有评论仅代表网友意见