Теория судна. Морское нерегулярное волнение

Содержание

Слайд 2

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности

для вахтенных помощников капитана судов (в соответствии с ПДНВ)

Влияние ветра и течения на управление судном

Слайд 3

Учебные вопросы: Понятие о нерегулярном волнении Определение интенсивности волнения Представление о нестандартных волнах

Учебные вопросы:

Понятие о нерегулярном волнении
Определение интенсивности волнения
Представление о нестандартных волнах

Слайд 4

Понятие о нерегулярном волнении

Понятие о нерегулярном волнении

Слайд 5

Развитое морское нерегулярное волнение: Длина волны, частота, амплитуда, скорость распространения переменны

Развитое морское нерегулярное волнение:

Длина волны, частота, амплитуда, скорость распространения переменны
Реальное морское

волнение обычно имеет трехмерный характер:
Взволнованная поверхность моря - череда коротких валов, «водяных бугров» и впадин
Слайд 6

Нерегулярное волнение Малой интенсивности Большой интенсивности

Нерегулярное волнение

Малой
интенсивности

Большой
интенсивности

Слайд 7

Плоское нерегулярное волнение Плоское нерегулярное волнение имеет характер зыби с валами

Плоское нерегулярное волнение

Плоское нерегулярное волнение имеет характер зыби с валами «неправильной»

формы
Характеристики каждой последующей волны отличаются от предыдущей
Вместо амплитуды такое волнение характеризуют высотой волны
Слайд 8

Определение характеристик морского волнения Параметры морского волнения регистрируются аппаратурой, устанавливаемой на волномерных буях (waverider buoy)

Определение характеристик морского волнения

Параметры морского волнения регистрируются аппаратурой, устанавливаемой на волномерных

буях (waverider buoy)
Слайд 9

Слайд 10

Буй фирмы Datawell (Нидерланды) Измерение высот волн с периодами от 1,6

Буй фирмы Datawell (Нидерланды)

Измерение высот волн с периодами от 1,6 до

100с с точностью 1 см
Измерение направления волнения и температуры воды
GPS для мониторинга и отслеживания перемещений буя
Диаметр сферы 0,9м
Срок службы батареи – до 2-х лет
Могут быть установлены солнечные батареи
Слайд 11

Пример волнограммы Волнограмма – запись колебаний волновой поверхности

Пример волнограммы

Волнограмма – запись колебаний волновой поверхности

Слайд 12

Обработка волнограммы t, с a, м τi/2 – полупериод волны hi

Обработка волнограммы

t, с

a, м

τi/2 – полупериод волны
hi – высота волны
ζвi –

ордината волновой поверхности
а – амплитуда волны
Слайд 13

Развитое волнение – это стационарный случайный процесс Статистические характеристики развитого нерегулярного

Развитое волнение – это стационарный случайный процесс

Статистические характеристики развитого нерегулярного волнения

постоянны
Развивающееся и затухающее волнение – это нестационарный случайный процесс с переменными статистическими характеристиками
Слайд 14

Статистические характеристики нерегулярного волнения: Средняя высота волн (математическое ожидание) Дисперсия (рассеяние)

Статистические характеристики нерегулярного волнения:

Средняя высота волн (математическое ожидание)
Дисперсия (рассеяние) ординат волн
Средняя

длина волн
Средний период волнения
Средняя круговая частота волн
Высота волнения заданной обеспеченности
Слайд 15

Средняя высота волн: Это среднее арифметическое высот последовательного ряда наблюдаемых волн:

Средняя высота волн:

Это среднее арифметическое высот последовательного ряда наблюдаемых волн:

Слайд 16

Дисперсия ординат волн Dζ : Это величина, характеризующая рассеяние ординат волн

Дисперсия ординат волн Dζ :

Это величина, характеризующая рассеяние ординат волн относительно

средней высоты
Связь средней высоты волн с дисперсией :
Слайд 17

Обеспеченность высоты волны: Это вероятность того, что наблюдаемые высоты волн не

Обеспеченность высоты волны:

Это вероятность того, что наблюдаемые высоты волн не превзойдут

ее данной величины
В России пользуются высотой волны 3% обеспеченности - h3%
В зарубежной практике используют высоту волны 14% обеспеченности h14%
Слайд 18

Пояснение понятия обеспеченности высоты волны Если h3% = 5м, то вероятность

Пояснение понятия обеспеченности высоты волны

Если h3% = 5м, то вероятность превышения

наблюдаемыми волнами высоты 5м составит 3%
Следует ожидать, что из 100 последовательно наблюдаемых волн не более 3-х могут оказаться высотой более 5м
Слайд 19

Способ определения h3% Из ста последовательно наблюдаемых волн выбрать три, имеющие

Способ определения h3%

Из ста последовательно наблюдаемых волн выбрать три, имеющие

наибольшую высоту
Наименьшую высоту из этих трех принять за h3%
Слайд 20

Связь h3% с дисперсией и средней высотой волн:

Связь h3% с дисперсией и средней высотой волн:

Слайд 21

Средняя частота и средний период волнения: Соотношения установлены по результатам наблюдений за реальным волнением

Средняя частота и средний период волнения:
Соотношения установлены по результатам наблюдений за

реальным волнением
Слайд 22

2. Определение интенсивности волнения

2. Определение интенсивности волнения

Слайд 23

Шкала интенсивности морского волнения В России принята 10 -балльная шкала Главного

Шкала интенсивности морского волнения

В России принята 10 -балльная шкала Главного Управления

Гидро-Метеорологической Службы (ГУ ГМС) 1953 г от 0 до 9 баллов
Диапазон наблюдаемых в природе волн 3% обеспеченности разбит на промежутки, называемые баллами волнения
Слайд 24

Совмещение шкалы Бофорта и шкалы балльности волнения 12-балльную шкалу Бофорта совмещают

Совмещение шкалы Бофорта и шкалы балльности волнения

12-балльную шкалу Бофорта совмещают со

шкалой балльности волнения для одновременной оценки воздействия на судно волнения и ветра
Волнению каждой балльности соответствует диапазон значений баллов силы ветра
Слайд 25

Совмещенные шкалы ветра и волнения

Совмещенные шкалы ветра и волнения

Слайд 26

Визуальная оценка интенсивности волнения Человек фиксирует примерно 1/3 наиболее высоких волн,

Визуальная оценка интенсивности волнения

Человек фиксирует примерно 1/3 наиболее высоких волн, называемых

значительными
Нужно определить для n последовательно наблюденных значительных волн высоту hi и вычислить
Слайд 27

Волнение обеспеченностью 14% Обеспеченность значительных волн равна 13,5% (округленно – 14%)

Волнение обеспеченностью 14%

Обеспеченность значительных волн равна 13,5% (округленно – 14%)

Слайд 28

Приближенное определение балльности волнения: Определить величину h1/3 Определить величину Войдя в

Приближенное определение балльности волнения:

Определить величину h1/3
Определить величину
Войдя в шкалу с

высотой h3%, определить балльность волнения
Слайд 29

Второй способ определения интенсивности волнения 1 Визуально определить высоту 5-6 наиболее

Второй способ определения интенсивности волнения

1 Визуально определить высоту 5-6 наиболее высоких

волн в группе
2 Рассчитать среднеарифметическое
3 Высота волны h3% определится как:
kh зависит от высоты наблюдаемых волн, его величина приведена в справочных пособиях
Слайд 30

ГОСТ Р 22.1.08-99 Сильным волнением считается волнение с высотой: 4 м

ГОСТ Р 22.1.08-99

Сильным волнением считается волнение с высотой:
4 м – в

прибрежной зоне
6м – в открытом море
8м – в океане
Слайд 31

3. Представление о нестандартных волнах

3. Представление о нестандартных волнах

Слайд 32

Нестандартные волны (Rogue waves) Бискайский залив Атлантический океан южн. часть Ньюфаундленда

Нестандартные волны (Rogue waves)

Бискайский
залив

Атлантический
океан
южн. часть
Ньюфаундленда

Слайд 33

Волны, несущие опасность для судоходства Большая волна Разрушающееся волнение

Волны, несущие опасность для судоходства

Большая волна

Разрушающееся волнение

Слайд 34

Одиночная большая волна

Одиночная большая волна

Слайд 35

Нестандартные волны Нестандартными считают волны высотой, более чем вдвое превышающей значительную

Нестандартные волны

Нестандартными считают волны высотой, более чем вдвое превышающей значительную высоту
Значительная

высота в данном случае – это наибольшая высота волны при данном состоянии моря, которую может предположить опытный мореплаватель
Слайд 36

«Новогодняя волна» 1 января 1995 г. во время шторма аппаратурой платформы

«Новогодняя волна»

1 января 1995 г. во время шторма аппаратурой платформы Draupner

в Норвежском секторе Северного моря зафиксирована волна, имевшая высоту 25,63м, амплитуду 18,5м
Волна нанесла серьезные повреждения палубным сооружениям платформы
Глубина дна в районе – 70м
Есть данные о нестандартных волнах и в других районах Мирового океана
Слайд 37

Платформа Draupner свайного типа

Платформа Draupner свайного типа

Слайд 38

Волнограмма с записью «Новогодней волны» Нестандартные волны могут нести большую опасность для судна.

Волнограмма с записью «Новогодней волны»
Нестандартные волны могут нести большую опасность для

судна.
Слайд 39

Причины возникновения нестандартных волн: 1. Наличие сильного встречного по отношению к

Причины возникновения нестандартных волн:

1. Наличие сильного встречного по отношению к волнению

течения
2. Формирование волны при наложении более быстрых длинных волн на более медленные короткие, - «волновой пакет»
Механизм формирования большой нестандартной волны подтвержден экспериментами в волновом бассейне Берлинского Технического университета