1 Thành phần này cịn cĩ tên gọi là sức cản xốy – Eddy resistance
4.3.2.1.1 Hệ sĩng sơ cấp
Nguyên nhân xuất hiện sĩng là khi tàu chạy gây nên chênh lệch áp suất nước quanh vùng mũi và đuơi cũng như ở giữa tàu.
Hình 3.2
Khảo sát tàu nổi, chạy trên nước tĩnh với vận tốc v so với nước. Khi tàu đứng yên khơng chuyển động, nước chuyển động so với tàu với vận tốc W= - v (ngược chiều, cùng giá trị tuyệt đối), loại bỏ ảnh hưởng ma sát của các phần tử nước, coi chất lỏng là khơng nhớt (chất lỏng lý tưởng) ta cĩ hình ảnh phân bố áp suất và tốc độ của dịng chất lỏng lý tưởng chảy qua với vận tốc W như hình 3.2.
Sự thay đổi tốc độ chất lỏng quanh vật thể dẫn đến thay đổi áp suất tĩnh của chất lỏng. Hệ thức giữa tốc độ dịng chảy và áp suất tĩnh trong sự chuyển động của chất lỏng lý tưởng, gọi là phương trình Bernouuilli, đối với lớp chất lỏng đặt ở độ sâu Z = const, ta cĩ cơng thức:
const g W P g W P x x 2 2 2 2 0 0 (3.15) Trong đĩ:
P0– Áp suất tĩnh của chất lỏng trong vùng dịng khơng rối (kG/m2); Px– Áp suất tĩnh của chât lỏng ở vị trí bất kỳ của đường dịng (kG/m2); W0– Tốc độ dịng chất lỏng trong vùng khơng rối (m/s);
Wx– Tốc độ dịng chất lỏng trong vùng khơng rối (m/s);
– Trọng lượng riêng của chất lỏng ở tiết diện cho trước (kg/m3); g – Gia tốc trọng trường, bằng 9,81 m/s2
Sự thay đổi áp suất và tốc độ dịng chảy ở lớp nước sâu cũng như trên bề mặt chất lỏng, nhưng sự thay đổi này làm xuất hiện hiện tượng phụ đối với hai mơi trường tiếp xúc, đĩ là chất lỏng và khơng khí.
Bởi áp suất khơng khí tác dụng đều trên cả bề mặt chất lỏng, do đĩ sự tăng hoặc giảm áp suất chất lỏng dẫn đến sự nâng lên hoặc hạ xuống bề mặt của nĩ so với mức ngang ban đầu khi ở trạng thái tĩnh. Đỉnh sĩng xuất hiện ở vùng áp suất cao và ngược lại đáy sĩng ở vùng áp suất thấp hơn.
Trong trường hợp tàu đang chuyển động, ta quan sát được dạng sĩng di chuyển cùng với tàu mà đỉnh sĩng ở mũi và đuơi tàu, đáy sĩng ở mạn, hình 3.3. Hiện tượng này được xác định là sĩng sơ cấp. Đỉnh sĩng ở mũi, mực nước thấp ở hai bên mạn tàu xuất hiện thường thấy rõ, đỉnh sĩng ở đuơi thường thấp hơn vì cĩ ảnh hưởng phụ là xốy nước sau đuơi tàu và do ảnh hưởng làm việc của chân vịt.
Hình 3.3