III. Определение суммарного ветрового воздействия по эффективному направлению.
Оценка ветрового воздействия производится по формуле Зверева:
где - сумма проэкций ветра;
Wi – скорость ветра (м/с);
i – угол между направлением ветра и направлением максимального сгона или нагона.
Пример
Оценить эффект ветрового воздействия при нагоне вод у приглубога (а) берега с направлением береговой линии в 450 (куда, море справа, вариант «а» в таблице и на рисунке). Суммарное воздействие необходимо вычислить для промежутка в 12 часов, в течение которых ветер постепенно переходит от юго-восточного до северо-западного.
а) б)
Рис. 6.
Сначала определяем направление ветра максимального нагона. В соответствии с положением теории Экмана максимальный нагон у приглубого берега (в северном полушарии) будет ветер с направлением 450 (откуда). Вычитая из данных направлений ветра 450, получим значения угла .
Таблица исходных данных и расчетов
Вариант а
Время (часы) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Направление (град. откуда) |
150 |
180 |
220 |
230 |
240 |
250 |
250 |
260 |
270 |
280 |
290 |
300 |
Скорость (м/с) |
5 |
8 |
10 |
12 |
20 |
18 |
20 |
15 |
16 |
10 |
8 |
8 |
Угол () |
105 |
135 |
175 |
185 |
195 |
205 |
205 |
215 |
225 |
235 |
245 |
255 |
Сos |
-0,26 |
-0,71 |
-1 |
-1 |
-1 |
-0,91 |
-0,91 |
-0,82 |
-0,71 |
-0,57 |
-0,42 |
-0,26 |
Эффект нагона WСos |
-1,3 |
-5,7 |
-10 |
-12 |
-19,3 |
-16,3 |
-18,1 |
-12,3 |
-11,3 |
-5,7 |
-3,4 |
-2,1 |
Wcos=-117,5 |
||||||||||||
Вариант б)
Время (часы) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Направление (град. откуда) |
150 |
180 |
220 |
230 |
240 |
250 |
250 |
260 |
270 |
280 |
290 |
300 |
Скорость (м/с) |
5 |
8 |
10 |
12 |
20 |
18 |
20 |
15 |
16 |
10 |
8 |
8 |
Угол () |
75 |
45 |
5 |
5 |
15 |
25 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
Сos |
0,26 |
0,71 |
1,0 |
1,0 |
0,97 |
0,91 |
0,91 |
0,82 |
0,71 |
0,57 |
0,42 |
0,26 |
Эффект нагона WСos |
1,3 |
5,7 |
10,0 |
12,0 |
19,3 |
16,3 |
18,1 |
12,3 |
11,3 |
5,7 |
3,4 |
2,1 |
Wcos=117,5 |
||||||||||||
Затем получаем значение Сos , эффект нагона WСos и его суммарное значение.
При втором варианте, при отмелом береге, направление наибольшего нагона будет при ветре с направлением по нормали к береговой черте. Если последняя будет 1350 (куда, море справа), то эффективное направление нагона
-2250. В первом варианте получается сгон, во втором – нагон такой же величины.