Bài giảng hải dương học chương 3 đh thủy lợi

Ph-ơng trình động năng sóng.. Ph-ơng trình thế năng.. Năng l-ợng toàn phần của chất điểm n-ớc... Quá trình hình thành sóng gió Giai đoạn ổn định Giai đoạn phát sinh Giai đoạn triệt tiêu

Movement of water particles is circular and the orbit gets smaller with depth until there is no motion at L/2.

Movement of water parcels is elliptical and the orbit gets flatter until it is just a back and forth movement at

the bottom.

4 Năng l-ợng sóng

1 Ph-ơng trình động năng sóng

2 Ph-ơng trình thế năng.

dE t   dx z dz  .g dx

0

2

2



 4

1 2

a g

E t 

3 Năng l-ợng toàn phần của chất điểm n-ớc.

E   h

8

2

.

E = Eđ + Et

4 Tốc độ nhóm sóng

2 1

2 1

C C

C C

C n







Định nghĩa

Tốc độ nhóm sóng là loại tốc độ đặc tr-ng mang năng l-ợng sóng theo ph-ơng truyền sóng.

(4.1)

1/4/05 5

4 Tốc độ nhóm sóng (tt)

sh



 

2 1

2 2





( )







2 2





C C

C C

C

2

- Nếu C1C2C

  2  H

-Khi thì (3) tiến tới (2), còn khi thì , khi đó tốc độ nhóm sóng đ-ợc tính nh- là:

- Đối với vùng n-ớc nông

H

 

(4.2)

(4.3)

(4.4)

H

 0 sh( 2  )  2 

S

shallow water breaking criterium

0.0001 0.001 0.01 0.1 1.0

0.001

0.0001

0.01 0.1

cnoidal waves linear wave theory (Airy)

Stokes 2 nd order

Stokes 3 rd order Stokes 5 th order 2

H gT

2

d gT

0.142

H

L

0.78

H

d 

deep water breaking criterium

2 26

H

gT 

Applicability of wave theories

1/4/05 9

5 Quá trình hình thành sóng gió

Giai đoạn ổn định Giai đoạn phát sinh

Giai đoạn triệt tiêu Giai đoạn phát triển

Sự phát triển của sóng phụ thuộc vào:

1 Tốc độ gió (Wind speed - vw)

2 Đà gió (Wind Fetch - F)

3 Độ sâu nước (Water depth - h)

4 Thời gian duy trì gió (bão) (Storm duration - t)

 vwcàng lớn sóng phát triển càng nhanh

 F càng lớn thì chiều cao sóng càng lớn

 h lớn  ảnh hưởng ma sát đáy nhỏ  sóng nhanh chóng đạt tới trạng thái ổn định

 Thời hian duy trì dài sóng đạt tới trạng thái phát triển hoàn toàn

Chiều cao sóng là hàm của vận tốc gió, độ

sâu nước và đà gió

Chu kỳ sóng là hàm của vận tốc gió, độ sâu

nước và đà gió

Chiều cao sóng sóng là hàm của vận tốc gió, thời gian gió thổi và đà gió

Quá trình biến dạng sóng ven bờ

a- HiÖu øng n-íc n«ng b- HiÖn t-îng khóc x¹ sãng c- HiÖn t-îng nhiÔu x¹ sãng.

d- HiÖn t-îng ph¶n x¹ sãng e- Sãng vì.

f- Sãng leo, Sãng tràn g- N-íc d©ng

a Hiệu ứng nước nông

Khi đi vào nước nông giả sử năng lượng sóng không bị tiêu hao do ma sát

Năng lượng đơn vị không thay đổi

 Khi càng nông thì mực nước sẽ tăng lên tức thời

 Bước sóng sẽ giảm dần

 độ dốc sóng tăng lên

 Lưu tốc đỉnh lớn nhất Hiện tượng sóng đổ

Hiện tượng sóng vỡ

 Năng lượng sóng đã chuyển sang cho các chất điểm

nước hình thành dòng ven bờ

Wave Shoaling

a.

a Hiệu ứng nước nông Hiệu ứng nước nông

  



o o o

C



C o g H. o

C g H.



H H



 = o

S

K H C

C H

2 / 1 0













Kslµ hÖ sè n-íc n«ng

2 / 1 2

/ 1

0 ( 2ntanhkh)

C

C













2 Khúc xạ sóng