ГОСТ Р 57148—2016
на глубине z (измеренной позитивно вверх от уровня застойной зоны потока для -d s z SO), является эффектив ной
на растянутой вертикальной координате zs. В расчетных данных профиль течения Uc(z) задается по полному
водяному столбу между морским дном на z = —d и уровнем застойной воды на z = 0. Используются оба метода —
линейного и нелинейного растягивания.
В линейном растягивании взаимоотношение между zs и z является пропорциональным к отношению мгно
венной высоты возвышения водной поверхности и глубины уровня застойной зоны потока. Коэффициент растяги
вания Fs может быть представлен в аналоговой манере в процедуру дельта-растягивания для кинематики волны.
Для растягивания течения коэффициент F. определяется как
(А.35)
где
ц
— возвышение водной поверхности над частицей воды (измеренное позитивно вверх от уровня застойной
зоны потока);
d — глубина уровня застойной зоны потока.
Тогда растянутая вертикальная координата может быть выражена как
zs = Fs(d+z)-d.(А.36)
где z5 — растянутое возвышение (измеренное вверх от уровня застойной зоны потока);
zs — исходное возвышение (измеренное вверх от уровня застойной зоны потока).
Для растягивания течения коэффициент растягивания F. составляет величину больше 1.0. и. соответствен
но. zs > z.
В нелинейном растягивании возвышения zs и z соотносятся через теорию линейной (Эйри) волны как
z, = z + I]
smh(^,(z- d))
sinh(Anld)
(А.37)
где дополнительно fcn) — число нелинейной волны
где— длина волны рассматриваемого регулярного волнения для глубины d и высоты волны И (вычисленной с
использованием нелинейной волновой теории и присущего волнового периода).
Уравнение (А.37) дает нелинейное растягивание течения с наибольшим растягиванием, возникающим высо
ко в столбе воды в случае, когда орбиты частиц имеют наибольший радиус. Рисунок А.4 иллюстрирует сравнение
линейного и нелинейного растягивания для сдвинутого и полоскового профиля течения.
Нелинейное растягивание является предпочтительным методом. Для полосковых профилей и профилей,
характеризуемых степенными законами, простое вертикальное расширение профиля течения от уровня застойной
зоны потока к мгновенной поверхности волны является хорошей аппроксимацией к нелинейному растягиванию. Что
касается других профилей течений, то линейное растягивание является приемлемой аппроксимацией.
Другой приближенной моделью является линейно растянутая модель, характеризуемая уравнением (А.37),
подогнанная таким образом, что полный момент в растянутом профиле от морского дна до поверхности волны
равен моменту в заданном профиле от морского дна до уровня застойной зоны потока. Однако эта процедура не
поддерживается теоретическим анализом.
Если течение имеет направление, отличное от направления волны, то методы, упомянутые выше, все же
могут применяться, но с одним изменением: потоковый и нормальный компоненты течения нуждаются в растяги
вании. но только потоковый компонент использован, чтобы оценить Т.для волны с допплеровским сдвигом.
В то время как для нерегулярных волн не было разработано точное решение, решение волнаречение для
регулярных волн может быть получено логически. В двух аппроксимациях, описанных выше для регулярных волн,
период и длина регулярной волны будут заменяться периодом и длиной, которые соответствуют спектральной
пиковой частоте.
Линейно растянутый профиль течения является приемлемой приближенной моделью для многих областей
применения. Этот метод является точным аналогом линейного растяжения в волновой кинематике, примененной
Уиллером.
А.9.4.2 Влияние растягивания профиля течения на гидродинамические воздействия
Модель, которая сочетает кинематику волны с допплеровским сдвигом и нелинейный растянутый профиль
течения, дает наилучшую оценку глобальных гидродинамических воздействий на пространственное каркасное со
оружение. Эти действия находятся в пределах нескольких процентов от воздействий, полученных точным реше
нием на обычное стационарное сооружение, преимущественно буксируемое, которое подвергается воздействию
репрезентативных волн и профилей течений.
49