Поверхневi хвилi за рухомою областю поверхневого тиску в каналi з трапецієвидним поперечним перерізом

Abstract

Розв'язана лiнiйна задача генерацiї та еволюцiї поверхневих хвиль та затухаючих збурень на вiльнiй поверхнi каналу з трапецієвидною формою поперечного перерiзу при стаціонарному русi областi поверхневого тиску прямокутної форми. Для знаходження розв'язку для потенцiалу швидкостей використано змінену систему координат та iнтегральне перетворення по поздовжнiй координатi і розклад у ряд Фур'є по поперечнiй координатi. Одержано в явному виглядi розв'язок як для хвильового поля, так і для затухаючих складових. У результатi виконаних розрахункiв проаналiзовано особливостi формування та структуру корабельних (баричних) хвиль у залежностi вiд режиму руху, трапецієвидності каналу та характеристик рухомої областi.

Решена линейная задача генерации и эволюции поверхностных волн и затухаючих возмущений на свободной поверхности канала с трапециевидной формой поперечного сечения при стационарном движении области поверхностного давления прямоугольной формы. Для нахождения решения задачи для потенциала скоростей использовано измененную систему координат, интегральное преобразование по продольной координате и разложение в ряд Фурье по поперечной координате. Получено в явном виде решение как для волнового поля, так и для затухающих составляющих. В результате выполненных расчетов проанализировано особенности формирования и структуру корабельных (барических) волн в зависимости от режима движения, трапециевидности канала и характеристик движущейся области.

A linear problem of generation and evolution of the surface waves, and convergent responses on the free surface of a channel of trapezoidal cross-section when the rectangular surface pressure region moves at a constant velocity from the state of rest is solved. In order to solve a problem in respect of a velocity potential, a transformed coordinate system and an integral transformation for longitudinal coordinate, and expansion into a Fourier series for a transverse coordinate are used. The explicit solution bots for a wave field and for damped components is obtained. Based on the calculations performed, the peculiarities of forming and structure of the ship (pressure) waves are analysed depending on the movement mode, trapezoidal channel and characteristics of the moving region.