To'lqinni sindirish - Breaking wave

Shlangi to'sar
Katta to'lqin sindirish

Yilda suyuqlik dinamikasi, a to'lqin to'lqini yoki to'sar a to'lqin kimning amplituda to'satdan sodir bo'ladigan ba'zi bir jarayonlar boshlanishi mumkin bo'lgan juda muhim darajaga etadi, bu katta miqdordagi to'lqin energiyasini o'zgartirishga olib keladi notinch kinetik energiya. Shu nuqtada to'lqin dinamikasini tavsiflovchi oddiy jismoniy modellar, xususan, taxmin qiladigan modellar ko'pincha bekor bo'ladi chiziqli xulq-atvor.

Sinish to'lqinlarining eng tanish turi bu sindirishdir suv sathidagi to'lqinlar qirg'oq bo'yida. Odatda to'lqinning sinishi amplituda to'lqin tepasi aylanib chiqadigan darajaga yetgan joyda sodir bo'ladi - suv sathining to'lqinlarining buzilishi turlari quyida batafsilroq muhokama qilinadi. Suyuqlik dinamikasidagi ba'zi boshqa ta'sirlar, shuningdek, qisman suv sathidagi to'lqinlarga o'xshashlik bilan "sindirish to'lqinlari" deb nomlangan. Yilda meteorologiya, atmosfera tortishish to'lqinlari to'lqinlar mintaqalar paydo bo'lganda sinishi aytiladi potentsial harorat balandlik bilan pasayib, energiya tarqalishiga olib keladi konvektiv beqarorlik; xuddi shunday Rossbi to'lqinlanmoqda sindirish aytilmoqda[1] qachon potentsial girdob gradient bekor qilindi. To'lqinlarning sinishi ham sodir bo'ladi plazmalar,[2] zarracha tezligi to'lqin tezligidan oshib ketganda o'zgarishlar tezligi.

A rif yoki a. kabi sayoz suvli joy shoal bunga qarshi to'lqinlar tanaffus breaker deb ham atalishi mumkin.

Turlari

To'lqinlarni sindirish turlarining tasnifi
Laboratoriyada qiyalikdagi to'lqinni sindirish to'lqin kanali (film)
Dengiz tubining qirg'oq bo'ylab qiyaligi to'lqinlarga qanday ta'sir qilishini ko'rsatuvchi animatsiya

Suv sathidagi to'lqinlarning sinishi amplituda etarli bo'lgan har qanday joyda, shu jumladan okeanning o'rtalarida sodir bo'lishi mumkin. Biroq, bu, ayniqsa, plyajlarda tez-tez uchraydi, chunki to'lqin balandligi sayoz suv mintaqasida kuchayadi (chunki bu erda guruh tezligi past). Shuningdek qarang to'lqinlar va sayoz suvlar.

Suv to'lqinlarini sindirishning to'rtta asosiy turi mavjud. Ular to'kilmoqda, cho'kib ketmoqdalar, qulab tushmoqdalar.[3]

To'siqlarni to'kish

Okean tubi asta-sekin nishabga ega bo'lganda, to'lqin tepalik beqarorlashguncha tik turadi va natijada to'lqin yuziga turbulent oq suv to'kiladi. Bu to'lqin qirg'oqqa yaqinlashganda davom etadi va to'lqinning energiyasi oq suvda asta-sekin tarqaladi. Shu sababli, to'kilgan to'lqinlar boshqa to'lqinlarga qaraganda uzoqroq vaqt davomida sinadi va nisbatan yumshoq to'lqin hosil qiladi. Quruqlikdagi shamol sharoitlari to'kilmasinlarni ehtimolini oshiradi.

To'siqlarni o'chirish

Dalgalanma to'lqini okean tubi tik bo'lganda yoki to'satdan chuqurlik o'zgarganda, masalan, rif yoki qumtepadan kelib chiqadi. To'lqin tepasi to'kilgan to'lqindan ancha tikroq bo'lib, vertikal holatga keladi, so'ng burilib, to'lqinning chuquriga tushadi va nisbatan zo'ravonlik ta'sirida energiyasining katta qismini birdaniga chiqaradi. Dalgalanma to'lqini sezilarli darajada kattaroq to'kilgan to'lqindan ko'ra ko'proq energiya bilan sinadi. To'lqin labni ostidagi havoni ushlashi va siqishi mumkin, bu esa to'lqinlar bilan bog'liq bo'lgan "qulab tushadigan" tovushni hosil qiladi. Katta to'lqinlar bilan ushbu halokatni quruqlikdagi plyajga sayohatchilar sezishi mumkin. Dengizdagi shamol sharoitlari pistonlarni ko'proq qilishiga olib kelishi mumkin.

Agar cho'kayotgan to'lqin plyajga (yoki okean tubiga) parallel bo'lmasa, to'lqinning sayoz suvga etib boradigan qismi birinchi bo'lib sinadi va sindirish qismi (yoki burilish) to'lqin sifatida to'lqin yuzi bo'ylab yon tomonga siljiydi davom etmoqda. Bu sörfçülar tomonidan juda izlanadigan "naycha" (boshqa so'zlar bilan bir qatorda "bochka", "chuqur" va "ko'kat" deb ham nomlanadi). Sörfçü qulab tushgan labning yonida yoki ostida qolishga harakat qiladi, ko'pincha naychada iloji boricha "chuqurroq" qolishga harakat qiladi, shu bilan birga u ilgari o'q uzib, bochkaning yopilishidan oldin chiqib ketishi mumkin. Sohilga parallel ravishda cho'zilgan to'lqin birdan butun uzunligi bo'ylab uzilib, uni engib bo'lmaydigan va xavfli holga keltirishi mumkin. Sörfchilar ushbu to'lqinlarni "yopiq" deb atashadi.

Yiqilmoqda

Yiqilayotgan to'lqinlar - bu cho'kish va ko'tarilish o'rtasidagi o'zaro faoliyat, unda tepalik hech qachon to'liq buzilmaydi, ammo to'lqinning pastki yuzi tik bo'lib qulab tushadi va natijada ko'pik paydo bo'ladi.

Jarrohlik

Jarrohlik to'sarlari uzoq muddatli, past tik to'lqinlar va / yoki tik plyaj profillaridan kelib chiqadi. Natijada to'lqin poydevorining shoshilinch qiyalikka ko'tarilishi va to'lqin tepaligining yo'q bo'lib ketishi. To'lqinning old yuzi va tepasi ozgina ko'pik yoki pufakchalar bilan nisbatan silliq bo'lib qoladi, natijada juda tor bo'ladi bemaqsad zonasi yoki hech qanday to'lqinlar yo'q. To'lqin energiyasining qisqa va keskin portlashi shuni anglatadiki, almashtirish / orqaga yuvish tsikli keyingi to'lqin kelishidan oldin tugaydi va bu Kempning fazalar farqining past qiymatiga olib keladi (<0,5). To'lqinli to'lqinlar aks etuvchi plyaj davlatlariga xosdir. To'g'ridan-to'g'ri plyajlarda to'lqin energiyasi tubdan orqaga qarab okeanga aks etishi mumkin turgan to'lqinlar.

Fizika

To'kilgan to'sar
To'kilgan to'sar
Shiqillagan to'sar
Shiqillagan to'sar
Yiqiluvchi to'sar
Yiqiluvchi to'sar
Jarrohlik to'xtatuvchisi
Jarrohlik to'xtatuvchisi
A dan olingan fotosuratlardan so'ng chizilgan turli xil to'lqin turlari laboratoriya tajribasi, ning qiymati bilan bog'lanishi mumkin Iribarren raqami.

Sinish paytida to'lqin tepasida deformatsiya hosil bo'ladi (odatda bo'rtma), uning ikkala etakchi tomoni "barmoq" deb nomlanadi. Parazitar kapillyar to'lqinlar hosil bo'ladi, qisqa to'lqin uzunliklarida. "Oyoq barmog'i" dan yuqori bo'lganlar to'lqin uzunliklariga qaraganda ancha uzun. Ushbu nazariya mukammaldir, ammo u chiziqli. Bir nechta chiziqli bo'lmagan harakat nazariyalari mavjud edi (to'lqinlarga nisbatan). Biri chiqadi bezovtalanish usuli tavsifni uchinchi darajagacha kengaytirish uchun va shu vaqtdan beri yaxshiroq echimlar topildi. To'lqin deformatsiyasiga kelsak, shunga o'xshash usullar chegara integral usuli va Boussinesq modeli yaratilgan.

To'lqin to'lqinida mavjud bo'lgan yuqori chastotali detallar tepalik deformatsiyasi va beqarorlashuvida muhim rol o'ynashi aniqlandi. Xuddi shu nazariya kapillyar to'lqinlar vodiylari uchun manba yaratadi, deb bayon qiladi girdob. Aytishlaricha sirt tarangligi (va yopishqoqlik ) to'lqin uzunligi taxminan 7 sm (3 dyuym) gacha bo'lgan to'lqinlar uchun muhimdir.[4]

Ushbu modellar nuqsonli, ammo ular to'lqin buzilgandan keyin suvga nima bo'lishini hisobga olmaydilar. Tanaffusdan keyingi eddy shakllari va buzilish natijasida hosil bo'lgan turbulentlik asosan o'rganilmagan. Tushunarliki, ummondan bashorat qilinadigan natijalarni olish qiyin bo'lishi mumkin.

To'lqin uchi ag'darilib, reaktiv qulab tushgandan so'ng, u juda izchil va aniq gorizontal girdob hosil qiladi. Dalgalanma to'sarlari to'lqin oldida ikkinchi darajali to'siqlarni yaratadi. To'lqinning yon tomonlarida paydo bo'ladigan kichik gorizontal tasodifiy to'siqlar, ehtimol, buzilishdan oldin, suvning tezligi ikki o'lchovli bo'lishiga olib keladi. Bu buzilgandan keyin uch o'lchovli bo'ladi.

To'lqinning old tomoni bo'ylab joylashgan asosiy girdob uzilgandan so'ng to'lqinning ichki qismiga tez tarqaladi, chunki sirtdagi quduqlar yanada yopishqoq bo'ladi. Reklama va molekulyar diffuziya rol o'ynash girdobni cho'zish va girdobni qayta taqsimlash hamda turbulentlik kaskadlarini shakllantirish. Katta girdoblarning energiyasi shu usul bilan ancha kichik izotropik girdoblarga o'tkaziladi.

Tanaffusdan keyin ham chuqur suvda, ham plyajda turbulentlik evolyutsiyasini aniqlash bo'yicha tajribalar o'tkazildi.

Shuningdek qarang

  • Iribarren raqami - Sohil bo'yidagi tortishish to'lqinlarining plyajlar va qirg'oq inshootlariga ta'sirining bir nechta ta'sirini modellashtirish uchun ishlatiladigan o'lchovsiz parametr.
  • To'lqin turbulentligi - Lineer bo'lmagan to'lqinlar to'plami issiqlik muvozanatidan uzoqlashdi.

Adabiyotlar

  1. ^ "AGU - Amerika Geofizika Ittifoqi". AGU.
  2. ^ https://crppwww.epfl.ch/~duval/P5_009.pdf
  3. ^ Sarpkaya, Turgut; Isaakson, Maykl (1981). Offshore tuzilmalardagi to'lqin kuchlari mexanikasi. Van Nostran Raynxold. p. 277. ISBN  978-0-442-25402-5.
  4. ^ Lighthill, M. J. (1978). Suyuqlikdagi to'lqinlar. Kembrij universiteti matbuoti. 223-225 va 232-235-betlar. ISBN  0-521-29233-6. OCLC  2966533.

Tashqi havolalar