# Геострофическое приспособление волновых колебаний уровня

### Содержание работы

Текст программы.

Program;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls;

type

TForm1 = class(TForm)

Button1: TButton;

Edit1: TEdit;

Edit2: TEdit;

Edit3: TEdit;

Edit4: TEdit;

Edit5: TEdit;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

Label4: TLabel;

Label5: TLabel;

Edit6: TEdit;

Edit7: TEdit;

Label6: TLabel;

Label7: TLabel;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

implementation

{\$R *.dfm}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

g:textfile;

dt,dx,h,w,U0,tt,f,coss,sinn:real;

a1,i,t,t0,n:integer;

U,V,Z,q:array [1..1000] of real;

Ug,Vg,Zg:array [1..1000] of TPoint;

a,a2:string[25];

begin

dt:=strtofloat(edit1.text);

dx:=strtofloat(edit2.Text);

H:=strtofloat(edit3.Text);

w:=strtofloat(edit4.Text);

U0:=strtofloat(edit5.Text);

t0:=strtoint(edit6.Text);

n:=strtoint(edit7.text);

for i:=1 to n do

begin

U[i]:=0;

V[i]:=0;

z[i]:=0;

end;

f:=1.4e-4;

coss:=cos(f*dt);

sinn:=sin(f*dt);

tt:=0;

for t:=1 to t0 do

begin

tt:=tt+dt;

U[1]:=U0*sin(w*tt);

for i:=2 to N do

begin

U[i]:=(U[i]*coss+(V[i]+(-9.81*(z[i]-z[i-1])/dx/f))*sinn);

V[i]:=(V[i]*coss-U[i]*sinn+(-9.81*(z[i]-z[i-1])/dx/f)*(coss-1));

end;

for i:=1 to n-1 do

z[i]:=z[i]-H*(U[i+1]-U[i])/dx*dt;

z[N]:=U[n]*sqrt(H/9.81);

for i:=1 to n do

begin

ug[i].y:=200-round(u[i]*10);

vg[i].y:=200-round(v[i]*10);

ug[i].x:=50+i*3;

Vg[i].x:=50+i*3;

zg[i].y:=200-round(z[i]*10);

zg[i].x:=50+i*3;

end;

with form1.Canvas do

begin

brush.Color:=clwhite;

rectangle(50,50,400,400);

pen.Color:=clred;

polyline(ug);

pen.Color:=clgreen;

polyline(Vg);

pen.Color:=clblue;

polyline(zg);

end;

if (t mod 10)=0

then

begin

a1:=(t mod 10)+t;

a2:=intToStr(a1);

a:='D:/KURS/res'+a2+'.dat';

Assignfile(g,a);

rewrite(g);

write(g,' i ',' U_m/c ',' V_m/c ',' Z_m');

writeln(g);

For i:=1 to n do

begin

q[i]:=i;

writeln(g,q[i]:9:0,U[i]:9:4,V[i]:9:4,z[i]:9:4);

end;

CloseFile(g);

end;

showmessage('qwerty');

end;

end;

end.

Задаваемые параметры:

dt=100c

dx=1000m

H=10m

W=1e-3, 1e-4, 1e-5

Uo=10m/c

to=1000

N=1000

Описание программы.

Представленная выше программа служит для расчета геострофического приспособления волновых колебаний уровня, а именно возмущения уровня, скоростей U, V. Данная программа состоит из следующих частей.

Первая часть это описание характеристик, присвоение им типов ( вещ.”real”, цел.”integer”, задание массивов array [1..1000] в том числе и графических и т.д.).

Следующая часть это задание исходных значений. Основные величины задаются из графического поля, но не все. Начальное значение возмущения, а также скоростей U и V задаются циклом в теле программы ( в начальный момент они равны 0).

Далее следует непосредственно расчетная часть, который состоит из нескольких циклов.

Общий по времени, этот цикл обедняет в себя следующие блоки. Блок с расчетными формулами представлен в виде цикла (именно в нем происходит расчет характеристик возмущения уровня, а так же скоростей в заданных точках. За конкретный момент времени. Для их расчета использовалась, конечно разностная схема. Скорость в нулевой точке меняется по синусоиде и рассчитывается по отдельной формуле.). Следующий блок графический. Он состоит из цикла формирующего графические массивы, а так же графической части, в которой рисуется график каждой величины, причем своего цвета. Завершает все это блок вывода в файл. Он формирует фай за каждой десятый момент времени, в который записывает четыре столбца значений ( номер точки I, U, V, Z). Имя файла присваивается в зависимости от момента времени, за который он формируется. Для того, чтобы можно было видеть результат за каждый момент времени в конце временного цикла выводиться сообщение, прерывающее программу до подтверждения.

Графическое представление полученных результатов.

Теоретическая часть.

В данной курсовой работе рассматриваются волны мелкой воды, для которых характерно следующее дисперсионное соотношение:

где

есть квадрат горизонтального волнового числа. Волны с таким дисперсионным соотношением (k, l вещественные) называются « волнами Пуанкаре». Несмотря на то, что эти волны носят имя Пуанкаре, впервые они были рассмотрены Кельвином. В метеорологии их обычно называют просто гравитационными, подразумевая при этом, что они связаны с влиянием вращения. Из дисперсионного соотношения можно увидеть, что свойства волн зависят от соотношения между длинной волны и радиксом Россби. Различают следующие придельные случаи:

Короткие волны (             ), длинна которых мала по сравнению с радиусом Россби. Для них следует, что

Следовательно короткие волны являться обычными бездисперсионными  волнами мелкой воды. Напомним, однако, что теория мелкой воды требует, чтобы горизонтальный масштаб волн был велик по сравнению с глубиной.

Длинные волны (             ), длинна которых велика по сравнению с радиусом Россби. Для них следует, что

В этом предельном случае влияние силы тяжести отсутствует, так что частицы движутся только по инерции. По этой причине f часто называют инерционной частотой.

Для частоты меньше f получаются еще более длинные волны, на которые также не действует сила тяжести, и они являются инерционными. Значение возмущения и скоростей в области распространения значительно меньше, чем при w~f.

Все это представлено выше на графиках.

Оглавление:

1. Исходная система уравнений и вывод рабочих формул………………………
2. Текст программы…………………………………………………………………
3. Описание программы……………………………………………………………
4. Графическое представление полученных результатов………………………..
5. Теоретическая часть……………………………………………………………..

Министерство образования РФ.

Российский государственный гидрометеорологический университет.

Кафедра Океанологии.

Курсовая работа.

Геострофическое приспособление волновых колебаний уровня.

Выполнил: ст. гр. О-493

Маслов П.А.

Проверил: Царев В.А.

Санкт-Петербург

2008г.

Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
7 Mb
Скачали:
0