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海洋动量方程(海水动力学方程)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-01-31 15:24   点击:254  编辑:jing 手机版

1. 海水动力学方程

原理:浮着的船会排开和本身重量相同的流体。船本身结构的密度可以比水重,只要船的结构中有够大的空心部分即可。若船浮着,整艘船的质量除以其在吃水线下的体积,结果会等于水的密度(1kg/l)。若船上的重量再加重,吃水线下的体积要增加才能使重力和浮力平衡,因此船会再下沈一点点。

另外船只的稳定性一方面是考虑上述的静力学层面,当船受到外力移动、横摇(rolling)及纵摇(pitching),以及有风和浪的影响时,也要考虑动力学层面。稳定性不佳的船出现过大的横摇及纵摇,最后会翻船或沉船。

2. 水动力学能量方程

反应动力学方程relction kitietir cc}ii<}tint,化学反应进 程中}'J组元浓度‘一与反应时间,之间的函数关系式、‘八约. 一个反应的动力学方程往往是由它的速率方程对时问积分而 得来,因此又常称为速率方程积分形式(inle}taieU forrn of ratc"

3. 海洋工程水动力学

许多人都认为大海中的水是固定的,这是一种误解。

事实上,海水也是会流动的。

这是为什么呢?因为在大江大河的入海口,由于大量河水流入海里,入海口的水平面就会略高于远离海岸的海平面。

海水有了落差,它就会从近海流向外海。

这种海流,叫“坡度流”。

其次,水还有一个特点,即从浓度高的地方流向浓度低的地方。

大海里的海水含盐量并不是均匀的,有的地方含盐量高,有的地方含盐量低,这主要是下雨或融冰、结冰等原因造成的。

由于海水含盐浓度不同,于是含盐高的地方的海水会流向含盐低的地方,这叫“密度流”。

此外,由于海洋浩瀚无边,它们在地球上跨越了热带、温带和寒带,所以海水的温度是不一样的。

正是由于海水温度不同,温暖海洋的海水会流向寒冷海洋,而寒冷海洋的海水会流向温暖海洋,分别叫“暖流”和“寒流”。

于是,海水在以上几种洋流的作用下,就产生了流动。

4. 水力学动能方程

丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。

这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前,水力学所采用的基本原理,其实质是流体的机械能守恒。即:动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小。伯努利原理往往被表述为p+1/2ρv2+ρgh=C,这个式子被称为伯努利方程。式中p为流体中某点的压强,v为流体该点的流速,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为该点所在高度,C是一个常量。它也可以被表述为p1+1/2ρv12+ρgh1=p2+1/2ρv22+ρgh2。需要注意的是,由于伯努利方程是由机械能守恒推导出的,所以它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体。

5. 海水动力学方程怎么写

答案是:B、盛行风大气运动和近地面风带,是海洋水体运动的主要动力。盛行风吹拂海面,推动海水随风漂流,并且使上层海水带动下层海水流动,形成规模很大的洋流,这叫做风海流。因此我们说,盛行风是海洋水体运动的主要动力。

6. 海水动力学方程简化

地球拥有的总水量约为136亿亿吨,其中,含盐的海水约为132.2亿亿吨.由于盐份问题,海水不能被陆地上的生命作为水源来利用.地球上水量的分布大致是:海洋占97.2%,极地冰山占2.15%,地下水占0.632%,湖泊与河流占0.017%,云中水蒸气占0.001%.

陆地上的淡水来自天上.海水在阳光下蒸发,盐留在了海里,而淡水蒸发到天上,形成云.云被风吹到陆地的上空,凝结后降落到大地上.如此,陆地上的江河、湖泊、湿地才得以形成,它们是陆地生命的淡水源.

地球上的淡水总量约为3.8亿亿吨,是地球总水量的2.8%.然而,如此有限的淡水量却以固态、液态和气态的几种形式存在于陆地的冰川、地下水、地表水和水蒸汽中,其比例分布是:

极地冰川占有地球淡水总量的75%,而这些淡水资源几乎无法利用.

地下水占地球淡水总量的22.6%,为8600万亿吨,但一半的地下水资源处于800米以下的深度,难以开采,而且过量开采地下水会带来诸多问题.

河流和湖泊占地球淡水总量的0.6%,为230万亿吨,是陆地上的植物、动物和人类获得淡水资源的主要来源.

大气中水蒸气量为地球淡水总量的0.03%,为13万亿吨,它以降雨的形式为陆地补充淡水.

由于陆地上的淡水会因日晒而蒸发,或通过滔滔江流回归大海,地球可供陆地生命使用的淡水量不到地球总水量的千分之三,因此陆地上的淡水资源量是很紧缺的.

7. 海水动量方程

潮汐现象主要就是月亮引起的。

月亮作为一个直径达3476公里的天体,虽然相比较地球很小,但是月球其实还是有着非常巨大的引力。

潮汐力就是由月球对地球的引力差。

潮汐力是引力源对一个物体产生引力作用时,物体上各个点因为离引力源的距离不同,受到的引力也不同。

由于地球的直径太大,达到1.27万公里的明显差距,而且木星这个引力源又非常的强大,所以地球靠近木星的地方和远离木星的地方受到的引力差异很明显。

地球靠近木星的那边受力比较大,会把地球往里拉,地球就会被撕扯。

当地球越来越靠近木星时,一旦引力差引起的潮汐力大于地球自身可承受的力量极限时,地球将无可避免的被撕碎。

而因为月球和地球的潮汐力,出现了不少不可思意的现象。

第一个自然就是海水的潮汐现象。

因为地球71%的面积是海洋覆盖的,所以地球基本上就是个水球。

比如当地球转到太平洋最靠近月亮时那一边时,月亮对太平洋的巨大引力把太平洋提了起来,就像大人抓住小孩的头发往上提。

这时候靠近月球的太平洋中间的海平面就被引力拉了起来,这样处在岸边的海水就开始退潮。

而离月球最远的地球背面的大西洋,则是由于月球引力最小,所以地球自转产生的离心力产生的效果最为明显。

离心力效果明显导致大西洋的水就像被甩出去一样,海平面同样也是升高。

所以此时,太平洋和它对面的大西洋海平面均会有所升高,这2个大洋的岸边就会都会出现退潮的现象。

当地球继续转动的时候,月球引力对太平洋逐渐减弱,对大西洋逐渐加强,甚至是转动到把岸边的水拉过来。

这时候太平洋和大西洋的海水就会出现涨潮的现象了。

这也就形成了所谓的潮汐。

第二个就是月球的自转时间和公转时间是一样的。

月球自转一周和绕地球公转一周的时间是一模一样的,而且是不差一分一秒的。

在了解过太阳系内有几十颗卫星都是自转和公转时间一样后,可以很肯定的说,这并不是偶然的,而是有原因在里面。

这个原因就是"潮汐锁定"。

月球虽然是个球体,但是它的质心点并不是在最中间的。

因为地球对月球的潮汐力影响,月球各个点受到的万有引力不同,导致月球面向地球的一面会稍稍凸起,质心也随着朝地球的方向靠近。

在地月系统刚形成的时候,月球的自转速度比现在快很多,所以月球收到的地球潮汐力影响不停的改变,导致月球内部岩石的互相位移摩擦。

所以月球的质心不断改变,而月球内部岩石的运动产生的热能会因为角动量守恒,会减少月球自转的速度来抵消这部分热量。

于是月球的自转速度一直在。直到当自转时间和公转时间一样时,也就是月球的一面永远面对这地球时,各个点受力不再变动,内部不再产生摩擦。

这就是"潮汐锁定"。就像是地球用一根名为引力的绳子把月球捆住转圈。

至于为什么地球没有被月球或者太阳潮汐锁定,那是因为月球或者太阳对地球的潮汐力太小,不足以让地球快速达到潮汐锁定的程度。

第三个是地球的自转速度在不停的减慢。

在45亿年前,地球的自转速度可能非常的快,达到8小时自转一周的速度,但是现在是24小时自转一周。

为什么现在的自转速度降低这么多。

造成这种情况的主要当事人就是月球。

前面说的地球对月球的潮汐力降低了月球的自转速度,从而使得月球被地球"潮汐锁定"了。

同样的,月球对地球的潮汐力当然也会对地球的自转速度造成一定的影响。

但是因为地球个子大,质量大,月球对地球的潮汐力影响非常小。

但是月球还是在逐渐的减缓地球的自转速度,以达到月球对地球得"潮汐锁定"。

不过能真要达到这种程度,太阳都已经毁灭了。

还有太阳也在对地球造成潮汐锁定的动作,不过同月球一样,效果非常不明显。

虽然经过漫长的日积月累,地球的自转速度会不停地下降,但是在太阳的有生之年里是达不到潮汐锁定的状态。

其实在太阳系中也是存在着互相潮汐锁定的行星和卫星,那就是此前被踢出九大行星行列的冥王星和它的卫星冥卫一。

冥王星直径2370公里,冥卫一直径1210公里。这2个星球由于直径差距和质量差距不像其他行星卫星体系差距那么大。

而且这2个星球组成的共同质心点是在冥王星外面的,所以这两个星球都很快的互相被潮汐锁定了,它们都会6.387天的周期互相面对面转圈。

也就是说冥王星和冥卫一永远都是一个面面向对方,另一面则永远背对对方。

第四个是月球在不停的远离地球。

美国阿波罗登月计划中曾在月球上放下一个激光探测器,用于测量地月距离的。

经过测量发现,月球现在在以每年3.8cm的速度远离地球。

当然,这还是由于地月的潮汐力造成的。

前面说的月球和地球的自转速度都在不停的降低,因为角动量的关系,地月间的距离会因此而不停的增加。

虽然增加幅度不大,每年只有3.8cm,但是日积月累后的距离是非常明显的。

科学家预测,6亿年后,地月间的平均距离会从38.4万公里基础上再增加23500公里,达到近41公里。

到那时候,地球上就再也看不到"日全食"的现象了。

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