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斯托克斯5阶波求解技术在海上测风塔基础设计中的应用

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:斯托克斯5阶波的计算公式如表4-1所示[1]。在已知波高H、波周期T和水深d后,由于系数B33、B35、B55、C1和C2仅是d/L的函数,故可联立求解式和式组成的超越方程组,一般应通过迭代来求解,进而确定出系数λ和波长L。计算得到系数λ和波长L后,斯托克斯5阶波其他的波浪参数可根据表4-1、表4-2和表4-3中所列关系式来确定。图4-5水质点运动轨迹—质点速度;T—周期

斯托克斯5阶波求解技术在海上测风塔基础设计中的应用

斯托克斯5阶波的计算公式如表4-1所示[1]

表4-1 斯托克斯5阶波计算公式汇总表

注:表中θ=k(x-ct)=kx-ωt,k为波数。

表4-1中系数Φ′n表达式如表4-2所示。

表4-2 系数Φ′n表达式

表4-1中系数η′n表达式如表4-3所示。

表4-3 系数η′n表达式

表4-1~表4-3中系数Aij、Bij、Ci为与相对水深(d/L)有关的变量,具体表达式为

式中 c1——中间变量,c1=ch(kd);(www.xing528.com)

s——中间变量,s=sh(kd)。

波高H与波面高度η之间存在关系式为

将表4-1中波面高度kη的表达式(波面高度η对应项)和表4-3中系数η′n的表达式一并代入式(4-56)可得

同时表4-1中波速c的表达式可进一步表示为

式中 L0——深水波长,L0=g T 2/2π。

在已知波高H、波周期T和水深d后,由于系数B33、B35、B55、C1和C2仅是d/L的函数,故可联立求解式(4-57)和式(4-58)组成的超越方程组,一般应通过迭代来求解,进而确定出系数λ和波长L。计算得到系数λ和波长L后,斯托克斯5阶波其他的波浪参数可根据表4-1、表4-2和表4-3中所列关系式来确定。

图4-5 水质点运动轨迹

—质点速度;T—周期

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