nso8055 okeanograafiline prognoos jüri elken [email protected]

NSO8055 Okeanograafiline prognoosJüri Elken [email protected]

Tuulelainete prognoosi lihtsustatud meetodid• 3 sarnast laineteekonna meetodit• kasvu piirid, ajaline käitumine• nomogrammid• näidisülesanded• madala mere tuulelained• keerukad tuuled, rannalähedased lained

• ISESEISEV ÜLESANNE

Vaata lainetuse teooriat ka: http://www.msi.ttu.ee/~elken/OceanLim_Notes16.pdfhttp://www.msi.ttu.ee/~elken/Lainetuse_mudelid.pdfhttp://www.msi.ttu.ee/~elken/OceanLim_Notes17.pdfhttp://www.msi.ttu.ee/~elken/DO7.pdf

Empiiriliste seoste määramine

Vaja on dimensioonituid suurusi, mille vahel regressioone leidadimensioonitud suurused vajadusel astendatakse

Tuulelainete puhul huvitab:

oluline lainekõrgus

sisendparameetrid: tuule kiiruslaineteekond

Küllastunud lained: püsiva tuule jätkudes lainetus enam ei muutuKui tuul hakkab kasvama, lainetus samuti kasvab kuni küllastuseni

ühtlase tuule mõjumise aeg

Madala basseini korral piirab põhja sügavus:

max lainekõrgus 0.6 sügavust

Laineteekonna poolt limiteerimiseks vajalik püsituule kestus

Coastal Engineering Manual / Coastal & Hydraulics Laboratoryhttp://chl.erdc.usace.army.mil/

Laineteekonnast sõltuvad lained

oluline lainekõrgus

domineeriv periood

JONSWAP andmete põhjal

tuule kiirus m/s

laineteekond m

eeldab küllastunud lainet, ei arvesta tuule kestust

lainepikkus, põhjalähedane orbitaalkiirus jne leitakse lineaarsest laineteooriast

eeldab mitte väga suurt tuule kiirust

Probleem: lainekõrgus ja periood ei kasva tuuleteekonnaga lõpmatult, nagu valemid seda näitavad

Meetod 1JONSWAP

Keskmise lainekõrguse h sõltuvus laineteekonnast F , tuule kiirusest V ja mõjumise ajast t

31

220042.0

V

gF

V

hg

12

5

20013.0

V

gt

V

hg

seejuures laineteekond ja mõju aeg on seotud

54

23.17

V

gF

V

gt

Periood on

53

227.18

V

hg

V

gT

NSVL Hüdromet juhend 1969

dimensioonitu lainekõrgus:

sõltuvus dimensioonitust laineteekonnast

sõltuvus tuule mõjumise ajast

Meetod 2NSVL Hüdromet

Laineteekond kasvab ajas,kuni küllastuseni

Kuigi tuletuskäik on loogiline,annab võrreldes meetodiga 1 ca 2 korda väiksemad lainekõrgused

Laineteekonnast sõltuvad küllastunud lained

arvestame hõõrdekiirust (mõjuva pinge mõõdik),mis sõltub tuule kiirusest

st tuule kiiruse asemel on hõõrdekiirus mis on tuule kiiruse funktsioon


Meetod 3US CEM

siit saame avaldada hõõrdekiiruse u*

Aeg, mille jooksul laine jõuab ajalise küllastuseni (fetch-limited)

tuuleteekond

tuule kiirus


Täielikult küllastunud laine maksimaalne kõrgus (sõltub ainult tuule kiirusest, lainekõrgus ei tohi seda ületada)

Kasvupiirid

Meetod 3

Kui ka laineteekond läheb lõpmatusse,jääb lainekõrgus lõplikuks

Mõjub väikestel tuulekiirustel ja suurtel laineteekondadel


Lainetuse ajaline käitumine

täielik küllastus, lainekõrgus ja -periood ei ületa neid väärtusi=> eelmisel slaidil esitatu teistsuguste suuruste abil?? kas on ekvivalentne?

lainetuse kasv simuleeritakse ajas kasvava laineteekonna abil

Meetod 3

Laineteekonna poolt limiteeritud lainekõrgused


Täielikult küllastunud laine kõrgus

Laineteekonna poolt limiteeritud laineperioodid


Täielikult küllastunud laine kõrgus

Lainetuse arvutamise nomogramm

NSVL Hüdromet juhendid 1970s

Näidisülesanne 1


Näidisülesanne 2 (1)


Lainetus madalas meres

madala vee laineperioodi piir(ei tohi pikemaks minna)


Probleemid laineteekonna määramisega keerulise tuule korral

Rannalähedane lainetus: lihtsate (näiteks lainekiirte) meetoditega saab mõistlikke tulemusi ainult üksikutel juhtudel

JONSWAP olulise lainekõrguse lihtne sõltuvus laineteekonnast F ja tuule kiirusest V avaldub (slaid 3) kujul

21

0016.0

g

FVhs (1)

Kui me arvestame hõõrdeteguri DC sõltuvust tuule kiirusest VCD 035.01.1001.0 ,

ning 22* VCu D , saame seose

21

2*

22*

1013.4

u

gF

u

ghs (slaid 7; meetod 3)

kirjutada ümber kujule

21

0318.0100137.0

g

FVVhs (2)

Valemite (1) ja (2) võrdlev joonis on järgmisel slaidil (Excel sheet on eraldi lisatud). Teha läbi samasugune valemite teisendus ja võrdlev joonis domineeriva laineperioodi jaoks. Lisada mõlemale graafikule juurde lainekõrguse ja perioodi limiteerimine slaidi 9 valemite järgi. JONSWAP laineperioodi limiteerimist ei rakenda, kuna hõõrdekiirus pole hästi defineeritud.

Iseseisev ülesanne kuni 2010S

Näide: olulise lainekõrguse sõltuvus laineteekonnast erinevatel tuulekiirustel, 2 meetodit

nso8055 okeanograafiline prognoos jüri elken [email protected]

Documents