11 / 13
Воздействие стратифицированного течения на искусственные сооружения…
11
Рис. 3.
Зависимости подъемной силы от скорости потока при
2 1
/
1, 01
(
а
,
б
) и
2 1
/
1,10
(
в
,
г
); трубопровод находится под
скачком плотности (
а
,
в
) и над скачком (
б
,
г
):
1
—
h
= 1,5 м;
2
—
h
= 2 м;
3
—
h
= 3 м;
4
—
h
= 4,5 м
При скоростях обтекания, бóльших критической скорости гене-
рации внутренних волн
вн
кр
,
V
волновое сопротивление испытывает
разрыв первого рода, уменьшаясь до нуля. Далее оно вновь достига-
ет больших значений лишь при
V
> 4 м/с, т. е. при скоростях течения,
не свойственных реальным условиям открытого моря. В то же время
критическая скорость возрастает при увеличении перепада плотно-
сти
, что соответствует расширению диапазона скоростей, внутри
которого трубопровод испытывает ненулевое (значимое) волновое со-
противление. В этом случае графики
X
(
V
) (см. рис. 2) в целом сдвига-
ются в сторону бóльших значений
V
.
Выводы.
Сравнение графиков, построенных для двух различных
значений ,
показывает, что скачки плотности дают дополнительную
весьма существенную гидродинамическую нагрузку на трубопровод.
При возрастании плотности нижнего слоя течения волновое со-
противление трубопровода также возрастает (причем существенно,
практически на порядок и более), т. е. значение величины
X
, как и
значение подъемной силы
Y
, почти прямо пропорционально
.
Обращает на себя внимание важная особенность изменчивости
подъемной силы. В относительно узком диапазоне изменений скоро-
сти потока подъемная сила резко меняет свое направление на проти-
воположное (см. рис. 3). Подобный факт указывает на то, что из-за