Первичная волна, процесс ее образования при движении судна.

Движущееся судно выводит окружающие его массы воды из состояния покоя, вследствие чего изменяется форма потока жидкости около корпуса судна и происходит перераспределение давлений вдоль его смоченной поверхности.

В результате этого образуются судовые волны и наблюдаются отрицательные гидравлические явления, влияющие на управляемость и безопасность движения судов. Особенно сильно они проявляются при движении судов на участках с ограниченными габаритами судового хода. Процесс волнообразования и возникновения отрицательных гидравлических явлений создает негативные воздействия на суда такие как присасывание судов, увеличение осадки, рыскливость, присасывание судов и другие, зависящие от ряда причин и факторов, вызванные влиянием внешних условий.

В основе рассматриваемых гидравлических явлений лежит основное положение гидравлики - уравнение Бернулли. В приведенном виде его можно представить:

Р_ст. + Р_Д = Const

Р_Д = Р_ст. = mgh

Р_ст. - гидростатическое давление жидкости;

Р_Д – гидродинамическое давление жидкости;

V – скорость потока жидкости;

ρ – плотность жидкости;

h – глубина погруженной части корпуса судна.

В силу предположения о не сжимаемости воды объем ее, вытесняемый носовой частью судна при движении, будет стремиться заполнить образующееся за кормой свободное пространство, что вызовет возникновение потока воды, который в целом будет направлен от носа судна в сторону кормы. Скорости потока воды в носовой и кормовой частях судна будут меньше, чем скорости потока в районе миделя.

Помимо возникновения потока и неравномерного распределения его скоростей, обтекание корпуса движущегося судна сопровождается еще и изменением уровня воды около корпуса судна, причем в носу и в корме происходит повышение этого уровня, а в средней части – понижение его (рис. 8.1 ).

Рис.8.1 Распределение скоростей потока и давления воды на корпусе движущегося судна.

В результате этого произойдет перераспределение

гидростатических давлений на корпус судна. В носовой части давление будет больше, чем в средней и в кормовой, а в кормовой части давление будет больше, чем в средней, но меньше, чем в носовой.

В связи с неравномерностью гидродинамических давлений обтекающего потока вблизи корпуса судна поверхность воды будет неровной: в носовой и кормовой частях образуется бугор, а в средней части корпуса – впадина. Это так называемая первичная волна.