ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние трения из "Гидроаэромеханика " Из четырех комплексных корней этого уравнения два имеют положительные вещественные части. Этим двум корням соответствует затухание составляющих скорости и и г по направлению вниз, следовательно, эти корни дают решение задачи для возмущений, исходящих от верхней ограничивающей поверхности. [c.472] Полученная кривая называется спиралью Экмана. Мы видим, что направление ветра у поверхности земли отклонено от направления высотного ветра на 45°. [c.473] Для решения аналогичной задачи в случае турбулентного движения следует ввести в расчет вместо вязкости ц коэффициент турбулентного перемешивания А [ 4, п. е) гл. III]. Так как этот коэффициент во много раз больше, чем /х и приблизительно пропорционален скорости ветра, то пограничный слой получается значительно толще, чем при ламинарном движении, причем тем более толстым, чем больше скорость ветра. Кроме того, поскольку величина коэффициента А не постоянна по высоте z, для распределения скорости в пространство получаются иные формулы, чем при ламинарном движении. В частности, наибольший градиент скорости получается, как вообще всегда при турбулентных течениях, вблизи поверхности земли. Поэтому средняя скорость в пограничном слое больше, чем при ламинарном движении, что несколько сглаживает разность между кориолисовыми силами вблизи поверхности земли и на высоте этим и объясняется, что при турбулентном движении отклонение направления ветра в зоне трения от направления высотного ветра меньше, чем при ламинарном движении. Проекция годографа скоростей на горизонтальную плоскость изображена на рис. 290. [c.473] Согласно сказанному в 5, п. d) гл. III, касательное напряжение при турбулентном течении вдоль шероховатой поверхности приблизительно пропорционально квадрату скорости. Из этого в сочетании с уравнением (32) следует, что высота пограничного слоя при увеличении скорости ветра возрастает приблизительно пропорционально этой скорости. [c.474] Дальнейшие точные вычисления невозможны, так как нока мы еще не знаем точных закономерностей, имеющих место при ускоренных турбулентных течениях. Поэтому мы ограничимся здесь только приближенной оценкой. [c.474] Из этого уравнения нетрудно найти путем проб для заданного значения II соответствующее значение кг (удобнее поступить наоборот — для взятого значения вычислить соответствующее значение 11). Формула (42) подтверждает, что высота / 1 приблизительно пропорциональна скорости ветра [/. [c.476] Подчеркнем, что это время подсчитано для наблюдателя, движущегося вместе с областью возмущения для наблюдателя, неподвижного относительно поверхности земли, получается совсем другое время. Формула (45) показывает. [c.478] Ь) нами было рассмотрено обтекание длинной возвышенности в предположении, что трение отсутствует. В действительности трение всегда существует, и поэтому возникает вторичное течение рассмотренного выше вида, которое влечет за собой постепенное ослабление поля давлений. Из формы линий тока, изображенных на рис. 288, видно, что вторичный поток, перпендикулярный к направлению ветра, расширяется над возвышенностью таким путем создается отток воздуха (такой же, как из области высокого давления), который компенсируется притоком воздуха сверху. Расчеты Гёртлера показали, что это явление оказывает значительное влияние на течение верхних слоев атмосферы только в случае очень слабых ветров или очень большой шероховатости почвы. [c.479] Все выводы, полученные нами в этом параграфе для ветров, могут быть непосредственно перенесены на глубинные течения. [c.479] Глубинные течения обусловливаются в основном поверхностными течениями. Если, например, поверхностное течение направлено к берегу, то необходимо должно возникнуть глубинное течение, отводящее от берега воду, пригоняемую поверхностным течением. Поэтому при установившемся движении возникает наклон поверхности моря, а вместе с ним и горизонтальный градиент давления в воде. Составляющая этого градиента, параллельная береговой линии, направлена в сторону, противоположную соответствующей составляющей барометрического градиента. [c.480] Вернуться к основной статье