船舶流体力学第八章 波浪理论.pptVIP

第八章 波浪理论 内容要点 §8.1波浪的概念 涌浪：远离强风区的水域，可以观察到波峰呈圆滑状，峰线较长的长周期波浪向前传播。这种近似有一定规律的波浪称为涌浪。 小振幅波的周期解是用余弦函数表达的余弦波，可以作为涌浪的简化模型。 §8.1.2 微振幅波边界条件 8.1.2 边界条件 8.1.3小振幅波理论假设和边界条件的线性化 §8.2 小振幅波速度势 §8.3 小振幅波要素 　§8.4流体质点的运动、压力分布 §8.5 波能及其传递 8.5.2 波能的传递 8.6 波群和群速度 无限水深时，也同理 。 C. 单位长度（ Y 方向）平均能量 在一个波长 l 内 2 2 1 gLA V T E r = + = X 方向单位长度（且 Y 方向 单位长度） 代入 8.2.9 式得 2 0 2 0 1 2 1 2 ) ( gLA dx A g V V V L r z r - + = - = ò 代入式 8.2.9 假设水波穿过 z 轴自左向右传播， dt 时间内通过该轴所在截面转移 的能量应等于 该 截面 上压力在 x 方向对 流 体作的功： ò - = x d x dt pdzV dw 一个周期内做功为： ò ò - = x d T x dt pV dz w 0 （ 8.4.13 ）式 ] ) cos( ) ( )] ( [ [ z t kx A kd ch d z k ch g p p a - - + + = s r (8.4.7) ) cos( ) ( )] ( [ t kx kd sh d z k ch A V x s s - + = 将上两式代入 (8.5.9) 考虑到 ò = - T dt t kx 0 0 ) cos( s \ ò ò - - + = o d T dt t kx dz d z k ch kd sh g A W 0 2 2 2 ) ( cos )] ( [ ) ( 2 s wr ò - + + = o d dz d z k ch T kd sh g A W 2 )] ( 2 [ 1 2 ) ( 2 2 wr 0 2 )]}] 2 ( 2 [ { 4 1 2 [ 2 ) ( 2 = - = + + = z d z d k sh k d T kd sh g A wr )] 2 ( 2 [ 4 1 2 ) ( 2 2 kd sh kd k T kd sh g A + = wr 当 2 ] ) 2 ( 2 1 [ 2 lim lim c kd sh kd c C d g d = + = ￥ ? ￥ ? 无限水深 2 c E = v 即波浪运动中单位长度液体平均总能量的一半随同波形的传播而转 移 E= T + V 一半 一半 不 传 随波形传递 ( 原处振动 ) ( 位能的转换 ) * * １ . 波浪 液体 液体具有 自由表面 ２ . 动力 风 波 重力 回复 波 ３ . 周期 推进能力 ４ . 流体由静止 运动 无旋 海姆兹定理 无旋 势流理论 不可压流体 拉普拉斯定理 叠加法 ５ . 波 船（产生摇摆，击水） 船 波（船舶在水面运动或在近水面运动时产生波） 本章研究内容： 1 ）波浪运动中流体质点的运动特点，自由表面的波形 特性，以及两者之间的关系 2 ） 波浪运动中流体的能量 兴波阻力的概念 海浪：扑岸浪、风浪、涌浪 船波： 简化处理：涌浪 简化模型为余弦波或规则波 一般海浪、船波 由规则波迭加而成 本章主要研究规则波的特点，以便得到关于波浪的初步知识 风 波浪产生的原因： 水面压力的不均匀 船舶运动的扰动 微波 风的继续作用 风 波峰处流线密 V P 液面 波谷处流线 疏 V P 加剧波浪 逐