Скорость поверхностной волны конечной глубины при течении

Исходные величины и единицы

Вычисляет фазовую и групповую скорости поверхностной волны конечной глубины с учётом поверхностного натяжения и течения. Для расчёта используются Длина волны (м), Глубина жидкости (м), Ускорение свободного падения (м/с²), Поверхностное натяжение (Н/м), Плотность жидкости (кг/м³), Скорость течения вдоль волны (м/с). Числа вводятся в единицах, указанных у соответствующих полей. Отдельно проверьте, относятся ли параметры к одному устройству или одному наблюдаемому режиму.

Линейные малые волны на однородной воде; течение постоянно по глубине и направлено вдоль распространения. Значения из примера предназначены для проверки порядка величин. Если рабочий диапазон материала или установки неизвестен, сначала уточните его по паспорту или измерению.

В этой модели «длина волны» и «скорость течения вдоль волны» задают разные характеристики исходной ситуации. Их влияние оценивается только в пределах допущения: Линейные малые волны на однородной воде; течение постоянно по глубине и направлено вдоль распространения.

Физическая модель и формулы

Вычисляет фазовую и групповую скорости поверхностной волны конечной глубины с учётом поверхностного натяжения и течения. Основные зависимости записываются так: ω²=(gk+σk³/ρ)tanh(kh); cg=dω/dk. Подставьте физические величины с одинаковой системой единиц и получите промежуточные параметры, затем итоговые показатели.

Линейные малые волны на однородной воде; течение постоянно по глубине и направлено вдоль распространения. Именно эти предположения ограничивают применимость формулы. При нарушении обязательного условия расчёт останавливается либо показывает величину запаса до границы допустимого режима.

Результаты «Фазовая скорость относительно воды, м/с» и «Групповая скорость относительно воды, м/с» помогают проверить физическую согласованность: ω²=(gk+σk³/ρ)tanh(kh); cg=dω/dk. Для модели «скорость поверхностной волны конечной глубины при течении» оба значения выводятся одновременно, чтобы не пропустить неверно выбранный режим.

Как проверить и истолковать результат

Для задачи «скорость поверхностной волны конечной глубины при течении» сравните «Фазовая скорость относительно воды, м/с» с величиной «Групповая скорость относительно воды, м/с». Измените «длина волны», затем по отдельности измените «скорость течения вдоль волны». Следите за физическими ограничениями, а не только за изменением цифр.

Проведите повторный расчёт: сначала измените «длина волны», затем верните исходное значение и измените «скорость течения вдоль волны». Если ответ изменился неожиданным образом, проверьте формулу ω²=(gk+σk³/ρ)tanh(kh); cg=dω/dk.

Вычисляет фазовую и групповую скорости поверхностной волны конечной глубины с учётом поверхностного натяжения и течения. Не стоит делать вывод только по одному набору чисел: сравните несколько физически допустимых вариантов и оцените запас до возможных ограничений.

Границы применимости и точность

Линейные малые волны на однородной воде; течение постоянно по глубине и направлено вдоль распространения. В реальных условиях на результат могут влиять параметры, не представленные этой упрощённой моделью, например изменение свойств вещества, потери на неоднородностях либо динамические переходы.

Величина «длина волны» может быть известна приблизительно. Проверьте несколько измеренных значений, не выходящих за допустимые границы. Особое условие этой задачи: Линейные малые волны на однородной воде; течение постоянно по глубине и направлено вдоль распространения.

Калькулятор «Фазовая и групповая скорости капиллярно-гравитационной волны» предназначен для предварительной инженерной оценки и обучения. Там, где расчёт определяет допустимую нагрузку, режим оборудования или безопасность, требуется независимая проверка и нормативная методика.

Формула расчёта

Проверенные примеры

Как пользоваться онлайн-калькулятором

1. Введите исходные числа в единицах, указанных возле полей.
2. Рассчитайте значения и сопоставьте несколько выходных показателей.
3. По одному измените наиболее важные входные условия и сравните результаты.
4. Если система сообщает о недопустимом режиме, проверьте физические ограничения.