Sự mở rộng của dịng chảy đến mặt sĩng

7 Điều kiện dịng chảy và triều

7.1.5Sự mở rộng của dịng chảy đến mặt sĩng

7.1.5.1 Sự thay đổi trong profile dịng chảy với độ sâu nước khác nhau tùy thuộc hoạt động của sĩng phải được xem xét. Trong những trường hợp như vậy profile dịng chảy cĩ thể được mở rộng hoặc nén lại theo phương đứng, nhưng vận tốc dịng chảy tại mọi tương quan của độ sâu nước tức thời là khơng đổi, xem Hình 14. Bằng nguyên lý này, dịng chảy mặt vẫn khơng đổi.

7.1.5.2 Sự mở rộng được biểu diễn bằng việc đưa vào một tọa độ đứng mở rộng zs để tốc độ dịng chảy v z( ) tại độ sâu z trong profile nước tĩnh vẫn nằm tại tọa độ mở rộng zs.

7.1.5.3 Sự mở rộng tuyến tính được định nghĩa bởi: ( )(1 / ) ;

s s

z  d z d d  d z  (197)

Trong đĩ:  là đường mặt nước và d là độ sâu nước tĩnh. Điều này là quan trọng như sự mở rộng Wheeler được sử dụng cho động học sĩng trên tọa độ z0đối với sĩng tuyến tính.

7.1.5.4 Mở rộng phi tuyến được xác định bằng liên hệ zs và z thơng qua lý thuyết sĩng tuyến tính Airy: sinh[ ( )] ; sinh( ) nl s s nl k z d z z d z k d         (198)

Trong đĩ knl là số sĩng phi tuyến phụ thuộc bước sĩng nl đối với sĩng đều được xem xét cho độ sâu nước d và chiều cao sĩng H. Mở rộng phi tuyến đưa ra sự mở rộng lớn nhất tại mặt biển mà tại đĩ chuyển động quỹ đạo sĩng cĩ bán kính lớn nhất.

Hình 14 - Sự mở rộng phi tuyến đưa ra sự mở rộng lớn nhất tại mặt biển 7.1.5.5 Trong phần lớn trường hợp, sự mở rộng tuyến tính đưa ra các ước lượng chính xác về tải trọng thủy động tổng thể. Tuy nhiên, nếu profile dịng chảy cĩ tốc độ rất cao tại bề mặt, với một lực cắt lớn dưới bề mặt, mở rộng phi tuyến phải được sử dụng.

7.1.5.6 Nếu dịng chảy khơng cùng hướng với hướng sĩng, cả hai yếu tố theo dịng và vuơng gĩc với dịng chảy cĩ thể được mở rộng. Đối với sĩng khơng đều, lý thuyết mở rộng áp dụng với từng đỉnh-bụng sĩng riêng biệt.