Формула (160) позволила определить потери энергии волн на турбулентную вязкость, отделив их от сравнительно незначительных потерь на трение о стены штормового бассейна. Для большей надежности мы произвели еще вычисление потерь вторым — независимым — способом, воспользовавшись очень интересной работой С. В. Доброклонского [25]. Этот автор исходил из представлений Прандтля и Кармана о механизме обмена количеством движения между слоями турбулизированной жидкости, движущимися с различными скоростями.[ ...]
При тех значениях крутизны волн АД, с какими приходится встречаться в случае практических расчетов морских волн, второй член в круглых скобках может считаться пренебрежимо малым по сравнению с единицей. Поэтому можно ограничиться лишь множителями, стоящими перед скобкой.[ ...]
Доброклонского подсказывает естественную мысль о том, что кинематическая вязкость v пропорциональна высоте волн и скорости орбитального движения. Напротив, строение формулы Боудена приводит к противоестественному заключению о том, что кинематическая вязкость зависит от высоты волн и фазовой скорости волн. Совершенно очевидно, что орбитальное движение порождает турбулентные процессы, а движение геометрического профиля волн не может самостоятельно влиять на турбулентные процессы в волнах.[ ...]
Потери энергии волн на внутреннее трение выражаются хорошо известной формулой (160), выведенной в предположении, что jx — коэффициент молекулярной вязкости, постоянный во всей толще воды. Все задачи, касающиеся турбулентного движения, успешно решаются при замене коэффициента молекулярной вязкости коэффициентом вязкости турбулентной (соответственно динамической или кинематической). Но в формуле (160) нельзя просто заменить jx произведением 6v, где под v подразумевается турбулентная вязкость, вычисленная для поверхностного слоя по (207) при у = 0. Столь же неверный результат получился бы, если бы мы разбили толщу морской воды на элементарные слои, вычислили для них соответствующие значения v, убывающие на глубинах, и тем самым допустили бы независимое затухание волновых движений на различных глубинах.[ ...]
Для поправочного множителя а примем то же значение, которое связывает скорость стоксова волнового потока на поверхности моря со скоростью общего переносного движения, обусловленного этим потоком. Между двумя сопоставляемыми процессами есть прямая аналогия. Итак, положим а — 0,5. В дальнейшем увидим, что это значение вполне оправдывается на основании многочисленных работ по измерениям волн в океане.[ ...]
Здесь к — коэффициент Кармана, 6 — плотность, g — ускорение в поле тяжести, г, R, Т — элементы волн в прежних обозначениях.[ ...]
Есть все основания рассматривать ныне число к — 0,1 как единую характеристику турбулентной вязкости для морских волн и течений [32].[ ...]
Но нельзя забывать, что и А, и кинематическая турбулентная вязкость никак не связаны с самим веществом, они позволяют описывать лишь кинематику движения вещества и в результате определять элементы динамики движения. Легко убедиться в этом, вычислив по приводившимся формулам путь перемешивания I и кинематическую турбулентную вязкость V для морских течений и для волнового движения в море, исходя из одного и того же числового значения к = 0,1.[ ...]
При очень больших скоростях ветра волнение устанавливается весьма долго и еще дольше устанавливается режим дрейфовых течений. Поэтому данные, приведенные ниже при больших значениях!7, надо рассматривать как чисто иллюстративный материал. Здесь, применительно к установившимся условиям, приведены значения /т и /в, вычисленные по формулам (209) и (209в) при к = 0,1, а также значения V? по Экману — Шмидту и значения VI , вычисленные по (207а) тоже при к = 0,1. Высоты к и периоды Т установившихся волн определены по диаграммам В. В. Шулейкина (см. § 26) для соответствующих скоростей ветра V.[ ...]
Вернуться к оглавлению