блівістю більш точних теорій ХВИЛЮ - Стокса и кноїдальніх - є передбачувано ними більш висока Позначку Гребеня Хвилі порівняно з теорією Ері. ЦІ обставинні підказують більш простий способ визначення Межі! Застосування Теорії Ері - овва может буті застосована там, де розрахунки за ее помощью висота Гребеня Хвилі відрізняються від отриманий за більш точними теоріямі на величину, яка знаходиться в межах заданої відносної похібкі. Цім способом встановл область значень відношень висота и довжина Хвилі, за якіх теорія Ері дозволяє отріматі достаточно точні результати. На рис.3.3 показано розділення областей! Застосування Хвильового теорій при вільно вібраній похібці 10% за значеннями висота Гребеня Хвилі.
При розділенні теорій Ері и Стокса у Формулі для Відхилення хвільової поверхні, яка відповідає Теорії Стокса, залішені только дві Першів члени ряду або врахована перша поправка до Теорії Ері. Розділення теорій Ері и кноїдальної засновання на результатах, отриманий за викладеня вищє теорію кноїдальніх ХВИЛЮ. Розділення теорій Стокса и кноїдальної проведено на Основі загальнопрійнятого уявлення про том, что теорія кноїдальніх ХВИЛЮ может буті рекомендована при відношенні глибино акваторії до Довжину Хвилі менше 0,1 за виключення тихий віпадків, коли при тихий самих условиях может буті Використана теорія Ері.
Малюнок 3.3 - Діаграма! застосування хвільової Теорії Ері (1) з похібкою до 10% порівняно з більш точними теоріямі Стокса (2) i кноїдальніх ХВИЛЮ (3).
Як видно з малюнка 3.3 при відношенні h/l=0.23 и Н/l=0.08 (h=34 м, Н=12.5 м и l=150 м) розрахунок НАВАНТАЖЕННЯ від ХВИЛЮ на МСП проводимо за теорією Стокса.
. 3.2 Теорія ХВИЛЮ Стокса
Теорія ХВИЛЮ кінцевої амплітуді булу розвинута у +1847 году Дж. Г. Стоксом. Основна ідея застосовання Стоксом методу в розкладанні Рівняння хвільової поверхні в ряд і визначення Коефіцієнтів Розкладая з умів, Які задовольняють відвіднім рівнянням гідродінамікі для ХВИЛЮ кінцевої амплітуді.
Стокс Виконаю дослідження, залішаючі в рівняннях трьох га Розкладая за крутизною Н/l, а розв язок, в якому залиша п ять членів, відомій як теорія ХВИЛЮ Стокса п'ятого по-ку и широко вікорістовується в інженерніх розрахунках ХВИЛЮ кінцевої амплітуді. Так як збіжність отриманий рядів сповільнюється Із зменшеності глибино води,! Застосування цієї Теорії має сенс при відносніх глибино h/l gt; 0,1. Ця Умова віконується при розрахунку стаціонарних бурових платформ на дію штормових хвилях.
У відповідності з теорією Стокса п'ятого порядку при розповсюдженні ХВИЛЮ висота Н з Хвильового числом k и круговою частотою щ в напрямі позитивного х Відхилення з поверхні Рідини від уровня спокійної води может буті уявлень у виде
, (3.7)
де
1=a 2=a 2 F 22 + a 4 F 24
F 3=a 3 F 33 + a 5 F 35 (3.8)
F 4=a 4 F 445=a 5 F 55
Причем параметрів форми хвил?? F 22, F 44, ... залежався від kH, пов'язаного з параметрами висота Хвилі а співвідношенням
kH=2 (а + а 3 F 33 + а 5 (F 35 + F 55)) (3.9)
Горизонтальна г х і вертикальна г у СКЛАДОВІ швідкості частин Рідини з координатами (х, у) (початок координат на дні) у момент годині t, зумовленого Розповсюдження поверхневої Хвилі на акваторії глибино h, можна візначіті з виразів
(3.10)
(3.11)
де
G1=a G11 + a3G13 + a5G15
G2=2 (a2G22 + a4G24)
G3=3 (a3G33 + a5G35) (3.12)
G4=4a4G44
G5=5a5G55
Тут G 11, G 13 ,... - Параметри швідкості Хвилі, Які залежався від kh.
Таблиця 3.2 - Значення параметрів профілю Хвилі
h/l F22F24F33F35F44F550,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 0,603,892 1,539 0,927 0,699 0,599 0,551 0,527 0,507 0,502-28,61 1,344 1,398 1,064 0,893 0,804 0,759 0,722 0,71213,09 2,381 0,996 0,630 0,495 0,435 0,410 0,384 0,377-138,6 6,935 3,679 2,244 1,685 1,438 1,330 1,230 1,20544,99 4,147 1,259 0,676 0,484 0,407 0,371 0,344 0,337163,8 7,935 1,734 0,797 0,525 0,420 0,373 0,339 0,329
Співвідношення между круговою частотою и Хвильового числом має вигляд
щ 2=gk (l + a 2 C 1 + a 4 C 2) thkh (3.13)
де З 1 і С 2 - параметри частоти Хвилі. Значення ціх. параметрів при різніх значеннях h/l, наведені в табліці 3.3. ШВИДКІСТЬ Розповсюдження Хвилі с, яка за теорією ХВИЛЮ Ері визначавши як с=щ/к, за теорією ХВИЛЮ Стокса п'ятого порядку находится за формулою
(3.14)
Таблиця 3.3 - Значення параметрів частоти Хвилі и тиску
