Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.1- Chơng 2: Tải trọng sóng tác động lên Công trình biển ngoài khơi 1. Mô tả chuyển động của sóng biển 1.1 Phân vùng sóng Sự lan truyền của sóng từ ngoài khơi vào bờ, tùy theo sự thay đổi độ sâu, trong tính toán công trình biển thờng chia thành các vùng: - Vùng sóng nớc sâu (độ sâu nớc lớn hơn 1/2 chiều dài sóng: d/L>1/2), trong vùng này các thông số sóng không chịu ảnh hởng của đáy biển. Quỹ đạo chuyển động của phần tử nớc là đờng gần tròn. - Vùng sóng nớc trung gian (1/25 < d/L < 1/2) và sóng nớc nông (d/L < 1/25): Trong vùng này chuyển động của phần tử nớc chịu ảnh hởng của đáy biển, quỹ đạo chuyển động của nớc có dạng hình ellipse. Vùng nớc càng nông thì ellipse càng dẹt và trong cùng vùng nớc, càng xuống sâu thì trục ngang và trục đứng của ellipse càng giảm. 1.2 Lý thuyết sóng Airy (Lý thuyết sóng tuyến tính) Lý thuyết sóng Airy (1842) là lý thuyết sóng bậc 1 hoặc là lý thuyết sóng có biên độ nhỏ, biểu diễn theo các toạ độ Euler, sóng không xoáy, dùng cho mọi độ sâu nớc. Lý thuyết này đợc xây dựng trên quan niệm về profil của sóng là hình sin, chiều cao sóng H là bé so với chiều dài sóng L và độ sâu nớc d. - Phơng trình đờng mặt nớc (profil sóng) : cos 2 H )tkxcos( 2 H )t,x( (2-1) - Vận tốc, gia tốc phần tử nớc: )tkxcos( )kd(sh ))dz(k(ch 2 H V x )tkxsin( )kd(sh ))dz(k(sh 2 H V z (2-2) (x,t) Hình 2-1: Các đặc trng hình dạng sóng và các yếu tố sóng Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.2- )tkxsin( )kd(sh ))dz(k(ch 2 H a 2 x )tkxcos( )kd(sh ))dz(k(sh 2 H W 2 z - Quan hệ giữa chu kỳ sóng T, số sóng k, chiều dài sóng L, tần số vòng : T 2 ; L 2 k ; )kd(th.k.g 2 ; d L 2 th 2 gT L 2 (2-3) Các thông số sóng theo lý thuyết sóng Airy đối với vùng nớc sâu, vùng nớc trung gian và vùng nớc nông đợc tóm tắt trong bảng 2.1 Bảng 2.1. Các thông số sóng theo lý thuyết sóng Airy Các thông số chủ yếu của sóng Vùng nớc nông 25 1 L d Vùng nớc trung gian 2 1 25 1 L d Vùng nớc sâu 2 1 L d 1. Đờng mặt sóng cos 2 H )tkxcos( 2 H )t,x( ; T 2 ; L 2 k 2.Vận tốc truyền sóng gd T L c L d th gT T L c 2 2 2 gT T L cc O 3.Chiều dài sóng cTgdTL L d th gT L 2 2 2 Tc gT LL OO 2 2 4.Vận tốc nhóm sóng gdcc g Ldsh Ld ncc g /4( /4 1 2 1 c 42 1 gT cc g 5.Vận tốc phần tử nớc a.Phơng ngang b. Phơng đứng cos 4 d HTg v x sin1 2 d z d gH v z cos )( )]([ 2 kdsh dzkch L gTH v x sin )( )]([ 2 kdsh dzksh L gTH v z cos kz x e T H v sin kz z e T H v 6.Gia tốc phần tử nớc a.Phơng ngang b. Phơng đứng sin 2 d gH a x cos1 d z d g T H a z sin )( )]([ kdsh dzkch L Hg a x cos )( )]([ kdsh dzksh L Hg a z sin2 2 kz x e T Ha cos2 2 kz z e T Ha 7.Quỹ đạo phần tử nớc a.Phơng ngang b. Phơng đứng sin 4 d gHT cos1 2 d zH sin )( )]([ 2 kdsh dzkchH cos )( )]([ 2 kdsh dzkshH sin 2 kz e H cos 2 kz e H Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.3- 8.áp lực sóng )( zgp gz kdch dzkch gp )( )]([ gzegp kz Chú ý: Các công thức trình bày ở trên sử dụng hệ toạ độ Đề-các có mặt phẳng xoy trùng với mặt nớc lặng 1.3 Lý thuyết sóng Stokes (Lý thuyết sóng bậc cao) Lý thuyết sóng Stokes (1847) còn gọi là lý thuyết sóng bậc cao hay lý thuyết sóng biên độ hữu hạn, đợc xây dựng trên cơ sở phân tích phơng trình mặt sóng thành chuỗi và xác định các hệ số của chuỗi từ các điều kiện thoả mãn các phơng trình thuỷ động lực học đối với sóng có biên độ lớn. Tuỳ tthuộc vào việc lấy bao nhiêu số hạng trong chuỗi mà có sóng Stokes theo các bậc khác nhau. Sóng Stokes bậc 1 có kết quả trùng với lý thuyết sóng Airy. Trong tính toán thực hành thì lý thuyết sóng Stokes bậc 5 đợc sử dụng rỗng rãi.Các thông số chủ yếu của sóng Stokes bậc 5 đợc xác định nh sau: - Phơng trình đờng mặt nớc (profil sóng) : Với sóng có chiều cao H, số sóng k và tần số vòng lan truyền theo chiều dơng của trục x, thì độ dâng của bề mặt chất lỏng so với mặt nớc tĩnh có thể biểu diễn dới dạng sau: 5 1n n )]tkx(ncos[.F k 1 )t,x( (2-4) trong đó: F n - các thông số hình dạng aF 1 24 4 22 2 2 F.aF.aF 35 5 33 3 3 F.aF.aF (2-4a) 44 4 4 F.aF 55 5 5 F.aF a - thông số chiều cao sóng. 55332422 F, ,F,F,F - các thông số hình dạng của profil sóng, phụ thuộc vào trị số kd=2d/L (tức là d/L), đợc tra bảng 2.1 theo phơng pháp nội suy. Các thông số a và 55332422 F, ,F,F,F có quan hệ với chiều cao sóng H: )]FF(aF.aa[2H.k 5535 5 33 3 (2-5) Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.4- Bảng 2.1: Giá trị các thông số hình dạng của profil sóng Stokes bậc 5 L d F 22 F 24 F 33 F 35 F 44 F 55 0,10 3,892 -28,610 13,090 -138,600 44,990 163,800 0,15 1,539 1,344 2,381 6,935 4,147 7,935 0,20 0,927 1,398 0,996 3,697 1,259 1,734 0,25 0,699 1,064 0,630 2,244 0,676 0,797 0,30 0,599 0,893 0,495 1,685 0,484 0,525 0,35 0,551 0,804 0,435 1,438 0,407 0,420 0,40 0,527 0,759 0,410 1,330 0,371 0,343 0,50 0,507 0,722 0,384 1,230 0,344 0,339 0,60 0,502 0,712 0,377 1,205 0,337 0,329 - Vận tốc phần tử nớc: )tkx(nsin )nkd(sh )]dz(nk[sh G k vV )tkx(ncos )nkd(sh )]dz(nk[ch G k uV 5 1n nz 5 1n nx (2-6) trong đó: G n ( 51n ) - là các giá trị phụ thuộc vào thông số a. G 1 = aG 11 + a 3 G 13 + a 5 G 15 G 2 =2(a 2 G 22 + a 4 G 24 ) G 3 = 3(a 3 G 33 + a 5 G 55 ) (2-6a) G 4 = 4a 4 G 44 G 5 = 5a 5 G 55 và G 11 , ,G 55 - các thông số vận tốc sóng. Các thông số này phụ thuộc vào trị số kd hoặc d/L, đợc tra theo bảng 2.2. Bảng 2.2: Giá trị các thông số vận tốc sóng Stockes bậc 5. d/L G 11 G 13 G 15 G 22 G 24 G 33 G 35 G 44 G 55 0,10 1,00 -7,394 -12,73 2,966 -48,14 5,942 -121,7 7,617 0,892 0,15 1,00 -2,302 -4,864 0,860 -0,907 0,310 2,843 -0,617 -0,257 0,20 1,00 -1,263 -2,226 0,326 0,680 -0,017 1,093 -0,044 0,006 0,25 1,00 -0,911 -1,415 0,154 0,673 -0,030 0,440 -0,005 0,005 0,30 1,00 -0,765 1,077 0,076 0,601 -0,020 0,231 0,002 0,001 0,35 1,00 -0,696 -0,925 0,038 0,556 -0,012 0,152 0,002 0,000 0,40 1,00 -0,662 -0,850 0,020 0,528 -0,006 0,117 0,001 0,000 0,50 1,00 -0,635 -0,790 0,006 0,503 -0,002 0,092 0,000 0,000 0,60 1,00 -0,628 -0,777 0,002 0,502 -0,001 0,086 0,000 0.000 Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.5- - Gia tốc của phần tử nớc 5 1n n 2 z 5 1n n 2 x )tkx(ncosS 2 c.k W )tkx(nsinR 2 c.k W (2-7) Trong đó: R n , S n ( 51n ) - là các biểu thức phụ thuộc vào các thông số vận tốc sóng G n ( 51n ). 3221322111 2 VVVVUUUUUR 3131 2 1 2 122 2.4 VVUUVUUR 4141212133 3 3 3 3.6 VVUUVVUUUR (2-8) 3131 2 2 2 244 4 4.2.2.8 VVUUVUUR 3241324155 5 5 5.10 VVVVUUUUUR 2332122111 5 5 3 3.2 VUVUVUVUVS 133122 4 4.4 VUVUVS 1441122133 5 5 6 VUVUVUVUVS (2-9) 22133144 4 2 2.8 VUVUVUVS 2332144155 5 3 3.10 VUVUVUVUVS ) ( ) ( . dknsh zknch GU nn ) ( ) ( . dknsh zknsh GV nn với 51n (2-10) - Các thông số khác của sóng Tần số vòng: )kd(th)CaCa1(gk 2 4 1 22 (2-11) trong đó: 21 C,C - các thông số tần số của sóng. C 1 , C 2 : là các thông số tần số sóng, đợc xác định theo bảng 2.3. Bảng 2.3: Giá trị các thông số tần số của sóng Stockes bậc 5. d/L C 1 C 2 0 ,10 8,791 383,700 0 ,15 2,646 19,820 0,20 1,549 5,044 0,25 1,229 2,568 0,30 1,107 1,833 0,35 1,055 1,532 0,40 1,027 1,393 0,50 1,080 1,283 0,60 1,002 1,240 Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.6- 1.4 Lý thuyết sóng Cnoidal (sóng nớc nông) Lý thuyết sóng Cnoidal (1895) còn gọi là lý thuyết sóng nớc nông, sử dụng trong điều kiện: d/L<0.1 và U R =H.L 2 /d 3 >26 (U R là hệ số Ursell) - Phơng trình profil sóng )m,tkx(CH)t,x( 2 nmin (2-12) trong đó: )m,tkx( - biến số của C n - là độ lệch ứng với mực nớc lặng (MNL) tại điểm có toạ độ x ở thời điểm t. min - là độ lệch của đáy sóng so với MNL H - chiều cao sóng n C - là hàm êlíptic Jacobi với mô đun m )1m0( ) Quan hệ giữa mô đun m, chiều cao sóng H và chiều dài sóng L: 3 2 2 d L.H 16 3 K.m (2-13) K - thông số phụ thuộc vào m. m, K và 3 2 d HL đợc cho trong bảng 2-4. - Quan hệ giữa số sóng k, tần số vòng với chiều dài sóng L và chu kỳ T của sóng: L K2 k T K2 (2-14) Hoặc: 222 )] K E 2 1 ( md H 1[gdk (2-15) trong đó: g : gia tốc trọng trờng E : thông số phụ thuộc vào mô đun m (tra bảng 2.4) min Hình2-2: Profil sóng Cnoidal Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.7- Bảng 2.4: Các thông số dùng trong lý thuyết sóng Cnoidal m HL 2 /d 3 K E 0 0 1.571 1.571 0.1 1.38 1.612 1.531 0.2 2.94 1.660 1.489 0.3 4.71 1.714 1.445 0.4 6.74 1.778 1.399 0.5 9.16 1.854 1.351 0.6 12.17 1.950 1.298 0.7 16.09 2.075 1.242 0.8 21.74 2.257 1.178 0.9 31.90 2.578 1.105 0.95 42.85 2.908 1.060 0.99 72.13 3.696 1.016 1.00 1.00 - Từ (2-12) biểu diễn min qua H nh sau: k.m E)m1(K H min (2-16) Do K và E phụ thuộc m nên min có thể biểu diễn qua m theo biểu thức: )m,(C H 2 n min với tkx (2-17) Giá trị bằng số của (2-17) ứng với các giá trị khác nhau của và m đợc cho trong bảng 2.5. - Vận tốc, gia tốc phần tử nớc: 2/1 x ) d g (V (2-18) x V V t V a x x x x A d g )Vc(kH2a xx (2-19) với k c - vận tốc lan truyền sóng 2/1 minminmin )] H mm1)( H 1( H [A (2-20) Dấu + ứng với *k0 . Dấu - ứng với *k2*k . Chú ý: trong lý thuyết sóng Cnoidal ngời ta không xét đến thành phần vận tốc V z . Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.8- Bảng 2.5: Các giá trị gần đúng (- min )/H m=0 m=0,2 m=0,4 m=0,6 m=0,8 m=1,0 0 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.2 0.960 0. 0. 0. 0. 0. 0.4 0.848 0. 0. 0. 0. 0. 0.6 0.681 0. 0. 0. 0. 0. 0.8 0.487 0. 0. 0. 0. 0. 1.0 0.292 0. 0. 0. 0. 0. 1.2 0.131 0. 0. 0. 0. 0. 1.4 0.029 0. 0. 0. 0. 0. 1.6 0.001 0. 0. 0. 0. 0. 1.8 0.052 0. 0. 0. 0. 0. 2.0 0.175 0. 0. 0. 0. 0. 1.5 Lý thuyết sóng thực (sóng ngẫu nhiên) Các lý thuyết sóng Airy, Stockes, Cnoidal đợc xây dựng trên cơ sở xem chuyển động của sóng là chuyển động điều hòa, các thông số sóng thay đổi chu kỳ theo thời gian. Thực tế, sóng biển là quá trình ngẫu nhiên, phụ thuộc vào các yếu tố môi trờng (nh vận tốc gió, đà gió, thời gian gió thổi, chiều sâu nớc), các đặc trng của đấy biển và bề mặt đại dơng, cũng nh nhiều yếu tố khác.Lý thuyết sóng thực xây dựng trên cơ sở xem sóng biển ngẫu nhiên nh là tổ hợp vô số sóng tuyến tính với các biên độ khác nhau a n , tần số khác nhau n , số sóng khác nhau k n với các pha ngẫu nhiên ban đầu n phân bố đều trong khoảng [0,2]. ])(exp[.),(),( 11 n nnnn n n txkiatxtx (2-21) Các thành phần vận tốc và gia tốc tơng ứng theo (4-21) đợc xác định theo lý thuyết sóng Airy. Để đặc trng cho sóng biển ngẫu nhiên ngời ta sử dụng phổ sóng. Các phổ sóng nhận đợc trên cơ sở số liệu quan trắc liên tục trong thời gian dài. Do cơ chế tạo thành sóng phức tạp nên đã có nhiều công trình nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm nhằm mô tả đúng đắn, chính xác các thông số sóng, trong đó phơng pháp mô tả sóng biển theo chiều cao sóng đợc dùng phổ biến nhất. Các phổ sóng thờng dùng trong công trình biển là Pierson Moskowitz và phổ JONSWAP. - Phổ Pierson Moskowitz (phổ P-M) Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.9- ] . .16 exp[ . 4 )( 44 3 54 23 zz s TT H S (2-22) Hoặc: 4 52 exp)( W g gS (2-23) Trong đó: W: vận tốc gió ở độ cao 19.5m trên mực nớc tính toán g: gia tốc trọng trờng H s : chiều cao sóng đáng kể của trạng tháI biển tính toán (xét chu kỳ lặp lại 50-100 năm) T z : giá trị trung bình của các chu kỳ riêng biệt , : các hằng số không thứ nguyên, phụ thuộc vào H s và T z : 4 3 2 2 3 16;4 zz s gT W gT H (2-24) Giá trị H s và T z quan hệ với và theo biểu thức: 4/1 2/1 2 1 2; 2 g W T g W H zs (2-25) Nh vậy, khi biết H s , T z và W có thể xác định đợc , và S (). ở vùng biển Bắc thờng lấy các gí trị =0.0081 và =0.74. Tần số ứng với đỉnh phổ có giá trị : W g p 4/1 5 4 (2-26) Phổ P-M đợc sử dụng đối với sóng phát triển hoàn toàn (điều kiện biển mở) nên có thể sử dụng trong điều kiện biển Việt Nam. - Phổ JONSWAP : 2 2 4 52 2 1 exp 4 5 exp)( p p gS (2-27) Trong đó: , , : các tham số phụ thuộc vào H s và T z của một trạng tháI biển ngắn hạn ở vùng biển đang xét. : đặc trng cho độ nhọn của đỉnh phổ p : tần số tơng ứng với giá trị cực đại của phổ P-M Đối với vùng biển bắc, các tham số trên đợc xác định nh sau: 3.3 09.0 07.0 0081.0 pb pa khi khi (2-28) Với: a : bề rộng bên tráI của phổ, có giá trị trung bình bằng 0.07 b : bề rộng bên phải của phổ, có giá trị trung bình bằng 0.09 Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2.10- Phổ P-M và phổ JONSWAP có tổng năng lợng bằng nhau, nhng phổ JONSWAP có đỉnh nhọn, cao hơn và lệch chút ít sang phía tần số cao. Khi =1.0 phổ JONSWAP trùng với phổ P-M. Phổ JONSWAP thờng đợc sử dụng khi sóng cha phát triển hoàn toàn Hình 2-3 : Phổ JONSWAP và phổ Pierson Moskowitz khi H s =5m, T z =8s - Phổ P-M cải tiến: hiện nay phổ P-M cải tiến đợc sử dụng rộng rãi với trờng hợp biển mở, có thể đợc sử dụng cho điều kiện biển Việt Nam, phổ có dạng không thứ nguyên, viết dới dạng: ]) 2 ( 1 exp[.) 2 ( 8 1 )( 45 2 zz zs TT TH S (2-29) 1.6 Miền áp dụng của các lý thuyết sóng Các lý thuyết sóng đợc sử dụng nhiều trong tính toán công trình biển, thích hợp với các điều kiện sau : + Sóng Airy: là sóng bậc 1 (sóng tuyến tính) có biên độ nhỏ (H nhỏ hơn nhiều so với L), điều hoà (Profil sóng hình sin). Nói chung, lý thuyết sóng Airy sử dụng thích hợp cho điều kiện nớc sâu. Trong các trờng hợp khác, nó có tác dụng cho các kết quả sơ bộ (sai số lớn). + Sóng Stokes: lý thuyết sóng này thích hợp với trờng hợp sóng có biên độ hữu hạn, trong khi sóng Airy chỉ thích hợp với sóng biên độ nhỏ. + Sóng Cnoidal: lý thuyết sóng Cnoidal cho kết quả thích hợp đối với vùng nớc nông 1,0 L d . * Khi sử dụng các lý thuyết sóng trên cần xem xét độ sâu nớc vùng xây dựng công [...]... 2 n 2 -2 . 1 7- ( 2- 44a) Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB I1 V1 1 G 1G 2 S3 1 G 2 G 3 S5 V3 V5 6 G 3 S1S 2 10 G 5 S 2S3 I 2 V2 2 1 G1 1 G 1G 3 S 4 kz V4 2 2 S1 4 G 4 S1S3 ( 2- 45) 3 G2 3 G 1G 4 S5 I 3 V3 V1 V5 2 S2 10 G 5 S1S 4 GG S 1 G2 2 I 4 V 4 kz 1 3 2 V2 2 2 S2 G 2 S1S3 I 5 V5 5 G 2 G 3 S1 5 G 1G 4 S3 V1 V3 2 G 1 S 2 S3 6 G 3 S1S 4 Trong công. . .Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB trình, trên hình 2. 4 thể hiện phạm vi sử dụng các lý thuyết đã nêu Hình 2- 4 : Phạm vi ứng dụng của các lý thuyết sóng -2 . 1 1- Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB 2 Tải trọng sóng tác động lên công trình có kích thước nhỏ (Kích thước của công trình không ảnh hưởng... D (H) 2 Q1 cos t cos t 2 64.k .C I D 2 2 MI H.Q2 sin(t ) 2. k 2 4 Trong đó: -2 . 1 6- ( 2- 41) ( 2- 42) Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển 2k.z.sh (2kz) ch (2kz) 2( kz) 2 1 Q1 sh 2 (kd ) Q2 Bộ môn CSKT CTB & CTVB ( 2- 43) k.z.sh (kz) ch (kz) 1 sh (kd ) Từ các công thức này cho thấy rằng lực cản vận tốc và lực cản quán tính, cũng như các thành phần momen tương ứng của tải trọng. .. lực sóng tác dụng lên trụ số 2 khi đứng đơn lẻ; là lực sóng tác dụng lên trụ số 2 khi có trụ số 1 đứng gần; -2 . 3 2- Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB D=2a a0 D=2a' z=0 a0 a a Lực Tương Tác z = -d z=0 a' a' z = -d L Hình 2. 20: Sơ đồ tính tải trọng sóng lên nhóm hai trụ thẳng đứng Lập tỷ số F1(1) ( ( phụ thuộc Lvà F 12) ; tương tự với F 11) , F (21 ) (1) F2... chkd ( 2- 91) Nhận thấy, khi có bể trụ là vật cản ngầm dưới đáy biển đã làm thay đổi quỹ đạo chuyển động của phần tử nước, hình 2. 18 Quỹ đạo của phần tử nước tại điểm có độ sâu z là hình elíp , phương trình ( 2- 92) là phương trình biểu diễn quỹ đạo của phần tử nước x '2 z '2 1 2 2 ( 2- 92) trong đó: x, z là toạ độ của điểm xét tại độ sâu z -2 . 2 9- Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển. .. ch(k d ) ( 2- 75) ( 2- 76) với k là số sóng; ( x , y ) là nghiệm của phương trình Helmholz (2. 77) k 2 0 ( 2- 77) trong đó: là hàm thế sóng phẳng có biên độ không phụ thuộc thời gian t và độ sâu nước z -2 . 2 5- Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB Z Y 2 g X z0 0 0 n d 0 z z d Hình 2. 14 : Các điều kiện biên để tính tải trọng sóng lên công trình dạng... hàm của nó -2 . 2 8- Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB ( ( Từ (ka) tra bảng được giá trị H 12) (ka) ; H 12) ' (ka) Bước 3: Tính các giá trị F và Fmax bằng cách thay các thông số có được ở bước 1 và bước 2 vào các công thức ( 2- 88, ( 2- 89) 3 .2 Tải trọng sóng nhiễu xạ tác động lên vật cản chìm Xét bài toán trên hình 2. 17 Z z=0 a0 X a0 z' z x' 2 0 0 hb z = -d... điểm t=0, x=0) Bài toán 2: Tính toán lực sóng tác dụng lên đế móng công trình biển trọng lực, biết độ sâu nước tính toán d=30m, chiều cao khối đế H=6m, bán kính khối đế 12m Sóng có chu kỳ 9s, chiều cao H=8m -2 . 3 5- Bộ môn CSKT CTB & CTVB +30.00 mntt 6000 30000 3000 Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển 24 000 Bài toán 3: Tính toán lực sóng tác dụng lên trụ công trình biển trọng lực, biết... vòng của sóng Z Y a0 X a0 ds P D=2a a a Hình 2. 15: Xác định tải trọng sóng nhiễu xạ lên công trình dạng trụ tròn thẳng đứng J n (ka) ( 2 1/ 2 n ) cos ka ka 4 2 ( H n2 ) (ka) ( 2 1/ 2 n ) exp i (ka ) ka 4 2 ( 2- 83) ( 2- 84) n: là hạng của hàm tương ứng Từ d xác định được d theo công thức ( 2- 75) và xác định được theo công thức ( 2- 74) ở dạng các hàm giải tích Kết quả tải trọng sóng. .. kiện ( 2- 78), ( 2- 79), ( 2- 80) có dạng sau (viết trong hệ tọa độ trụ): d ( r , , ) = i ga 0 r ( H n2 ) (kr )e xp (in ) Với r là hằng số xác định từ các điều kiện biên -2 . 2 6- (2. 81) Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển r (i ) r exp(ir ) Bộ môn CSKT CTB & CTVB ' J n (ka) ( H n2 )' (ka) (2. 82) r = 0; 1; 2; 3 trong đó: H (n2) Hàm Hankel loại 2 bậc n H (n2)' Hàm Hankel loại 2 bậc . Bài giảng môn hoc: Tác động của sóng lên công trình biển Bộ môn CSKT CTB & CTVB -2 . 1- Chơng 2: Tải trọng sóng tác động lên Công trình biển ngoài khơi 1 5. d/L G 11 G 13 G 15 G 22 G 24 G 33 G 35 G 44 G 55 0,10 1,00 -7 ,394 - 12, 73 2, 966 -4 8,14 5,9 42 - 121 ,7 7,617 0,8 92 0,15 1,00 -2 , 3 02 -4 ,864 0,860 -0 ,907 0,310 2, 843 -0 ,617 -0 ,25 7 0 ,20 1,00 -1 ,26 3 -2 , 226 0, 326 0,680 -0 ,017 1,093 -0 ,044 0,006 0 ,25 1,00 -0 ,911 -1 ,415 0,154 0,673 -0 ,030 0,440 -0 ,005 0,005 0,30 1,00 -0 ,765 1,077 0,076 0,601 -0 , 020 0 ,23 1 0,0 02 0,001 0,35 1,00 -0 ,696 -0 , 925 0,038 0,556 -0 ,0 12 0,1 52 0,0 02 0,000 0,40 1,00 -0 ,6 62 -0 ,850 0, 020 0, 528 -0 ,006 0,117 0,001 0,000 0,50 1,00 -0 ,635 -0 ,790 0,006 0,503 -0 ,0 02 0,0 92 0,000 0,000 0,60 1,00 -0 , 628 -0 ,777 0,0 02 0,5 02 -0 ,001 0,086 0,000 0.000 Bài