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Aus dem Archiv der Deutschen Seewarte.
46. Bd. Nr. 3.
Endlich sollen die senkrechten Bewegungen im Mittel fortfallen, w
mischen Gleichungen für eine Wassertiefe = h und für v = ¡u!q:
0. Dann lauten die hydrodyna-
du
= 2wv -
dZ
d 2 u
-g — 4-
V -—
dt
dx
dz 2
d\
— 2u>u-
— g — 4-
0 2 V
V —
dt
dy
dz 2
ÖJ,
-! ■
d (hu)
| d (hv)
— 0
dt
d x
dy
(7) (Bewegungsgleichungen)
(8) (Kontinuitätsgleichung)
Im vorliegenden Falle sind die Strömungen nur an einem einzelnen Orte bekannt; die Kontinuitäts
gleichung (8), die die Kenntnis der du:dx, dv : '<)y, also der Ströme eines größeren Gebietes verlangt,
kann daher nicht ausgenutzt werden. Die dann zur Verfügung stehenden Gleichungen (7) lassen sich
einfacher schreiben, wenn man als „N u11s t r o m“ u 0 , v 0 den Strom einführt, der sich bei Abwesenheit
der Reibung (v — 0) einstellt und somit den Gleichungen gehorcht:
0 u„
2tuv 0 =
g —,
dx
dt
2®u 0 =
-g-
O'C
dt dx dt ffy
Zieht man diese Gleichungen von (7) ab, und setzt u — u 0 = u,
nicht abhängen, <)-x\ : dz 2 — <? Ä u : dz 2 , d 2 v : dz 2 = d 2 v : dz 2 so hat man
: v, wobei, da u„, v„ von z
du
dt
2 wv
, d 2 u dv
dz 2 ’ dt
-f- 2oj u = v
d 2 v
dz s
(9)
Die weitere Untersuchung kann sich wegen der Nebentiden auf die Haupttide X 2 beschränken, nicht
zuletzt auch deshalb, weil die theoretischen Betrachtungen dieses Paragraphen wegen ihrer Idealisierung
nicht mehr als eine Art Modell der Strömungen anstreben können. Es sei daher T = 12 h 25 m und
a — 1 • 4056.10—4 sec— 1 , ferner
u — U cos (crt — «) = u' cos crt -f u" sin fft
V — V COS (fft ß) = V COS fft 4- v" sin fft
£ = Z COS (fft — y) = % COS fft + 'C sin fft,
U s = u' 2 + u \ V 2 = v' 2 4- V' 2 , Z 2 = £ 2 4- r a , tg « = u": u, tg ß = v": v, tg y = £,
— g — G x = G x ' cos fft 4- G x * sin fft, — g — = G y = G y ' cos fft 4- G y " sin ot,
(10)
und entsprechende Ansätze und Bezeichnungen sollen für u 0 , v 0 sowie u, v, gelten. Indem man den Ort
x, y als fest annimmt, sieht man ein, daß u', u", v', v" nur Fuktionen von der Tiefe, z, und daß
u 0 ', u„", v 0 ', v 0 ", G x ', G x ", G y ', G y " und konstant sind. Die Gleichungen für u 0 , v„ vereinfachen
sich dann zu den folgenden vier:
ffu 0 ’ — 2wv 0 " — 4 G x "
ffu 0 " — 2töv 0 = + G x '
ffv 0 4" 2(»u 0 =» 4- Gy
ffv^ 4- 2ft>u^ 4 G x
(11)
aus denen man den Gradienten (G x , G y ) berechnen kann, wenn der Nullstrom (u 0 , v 0 ) bekannt ist. Ist
umgekehrt der Gradient bekannt, so muß man nach u 0 , v 0 auflösen und erhält, wenn man a 2 — 4a> 2 , das
hier > 0 ist, mit k 2 abkürzt:
< =
— (ff G x '
4- 2 w Gy)
k 2
n
u 0 -
— 2 m G y ')
- 2® G x ')
k 2
v 0 ' =
- «q;
k 2
V*
(ff G v '
4- 2 w G x ")
: k s
(12)