Như vậy dịng chảy trong vùng sóng vỡ và sóng tràn diễn ra rất nhanh chỉ khoảng vài ba giây và hướng dòng chảy thay đổi liên tục trong thời gian ngắn. Mỗi lần pha nước đi lên với vận tốc dịng chảy lớn thì pha nước đi xuống cũng có dịng chảy lớn và ngược lại. Nhưng có những giai đoạn có những pha nước liên tiếp đi lên nên khoảng thời gian pha nước đi lên sẽ dài hơn khoảng thời gian pha nước đi xuống. Hoặc có những giai đoạn có pha nước đi xuống mạnh hơn pha nước đi lên thì lúc này pha nước đi lên sẽ bị triệt tiêu do đó khoảng thời gian pha nước đi xuống sẽ dài hơn thời gian pha nước đi lên. Khi pha nước đi lên thì sóng sẽ leo lên mái dốc bãi biển cho tới khi vận tốc dòng chảy bị tiêu hao hết và bị đổi hướng. Vận tốc dòng chảy trong vùng sóng tràn lớn nhất khi pha nước đi lên tới điểm cao nhất có thể của dốc và khi pha nước đi xuống thì vận tốc dịng chảy trong vùng sóng tràn lớn nhất khi pha nước đi xuống tới vị trí đường bờ ở mực nước tĩnh.
3.2. Phân bố năng lượng rối trong vùng sóng vỡ và sóng tràn
Sóng biển lan truyền từ ngồi khơi vào bờ sẽ bị vỡ khi chiều cao sóng đạt tới một giá trị tới hạn so với độ sâu nước. Sóng vỡ sẽ biến chuyển động sóng thành chuyển động rối, đặc trưng bởi các xốy cuộn có kích thước khác nhau.
Đối với một cấu trúc nhất định, chúng ta có thể dự đốn được khi một dịng chảy trở nên rối, dựa trên số Reynolds' (
v Ul
Re , với U là vận tốc trung bình theo chiều sâu, v độ nhớt động học nước và l là độ dài đặc trưng của dịng chảy), rối là một q trình hỗn loạn, nó khơng phải là quan hệ tuyến tính với dịng chảy có nghĩa (khơng thay đổi) (hình 3. 8).
Năng lượng rối (TKE) tương ứng với năng lượng được tạo ra bởi thành phần rối của sự chuyển động của các hạt nước:
) ' ' ' ( 2 1 2 2 2 w v u k (3.1)
Giả sử rối đó là đẳng hướng (u'~v'~w'), phương trình 3.1 dẫn đến 2
' 2 3
u
Hình 3. 8. Hai dịng chảy với vận tốc trung bình theo thời gian khác nhau (ui) nhưng có thành phần rối tương đương (ui')
Xin lưu ý rằng bởi vì mỗi thành phần rối đã được xem xét trong phương trình 3.1, TKE thu được tương ứng với tổng TKE của dòng chảy rối.
0 E( )dx
k (3.2)
Các TKE thay đổi theo kích thước của các xốy nước được coi là đầy biến động (3.l), từ đó chúng ta thể hiện một bước sóng
l
2 ( hình 3. 9).