Комплексне використання стоячих хвиль водойм
Розроблена порівняльна характеристика стоячих хвиль водойм, сімейство яких включає озерні і прибережні сейші, тягун. Збудження і розгойдування стоячих хвиль є результатом дії зовнішніх по відношенню до водойми сил і створених для цього умов. Хвилі, в свою чергу, здійснюють як руйнівну, так і творчу...
Gespeichert in:
Datum: | 2018 |
---|---|
1. Verfasser: | |
Format: | Artikel |
Sprache: | Ukrainian |
Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України
2018
|
Schriftenreihe: | Гідроенергетика України |
Schlagworte: | |
Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141774 |
Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Zitieren: | Комплексне використання стоячих хвиль водойм / П.В. Анахов // Гідроенергетика України. — 2018. — № 1-2. — С. 49-51. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-141774 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1417742018-09-12T01:23:43Z Комплексне використання стоячих хвиль водойм Анахов, П.В. Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Розроблена порівняльна характеристика стоячих хвиль водойм, сімейство яких включає озерні і прибережні сейші, тягун. Збудження і розгойдування стоячих хвиль є результатом дії зовнішніх по відношенню до водойми сил і створених для цього умов. Хвилі, в свою чергу, здійснюють як руйнівну, так і творчу роботу. Розроблено алгоритм розрахунку сумарної ефективності заходів щодо комплексного використання енергії стоячих хвиль, який враховує нанесену шкоду і принесену користь. 2018 Article Комплексне використання стоячих хвиль водойм / П.В. Анахов // Гідроенергетика України. — 2018. — № 1-2. — С. 49-51. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1812-9277 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141774 551.466.6+621.22.018 uk Гідроенергетика України Інститут електродинаміки НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Ukrainian |
topic |
Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
spellingShingle |
Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Анахов, П.В. Комплексне використання стоячих хвиль водойм Гідроенергетика України |
description |
Розроблена порівняльна характеристика стоячих хвиль водойм, сімейство яких включає озерні і прибережні сейші, тягун. Збудження і розгойдування стоячих хвиль є результатом дії зовнішніх по відношенню до водойми сил і створених для цього умов. Хвилі, в свою чергу, здійснюють як руйнівну, так і творчу роботу. Розроблено алгоритм розрахунку сумарної ефективності заходів щодо комплексного використання енергії стоячих хвиль, який враховує нанесену шкоду і принесену користь. |
format |
Article |
author |
Анахов, П.В. |
author_facet |
Анахов, П.В. |
author_sort |
Анахов, П.В. |
title |
Комплексне використання стоячих хвиль водойм |
title_short |
Комплексне використання стоячих хвиль водойм |
title_full |
Комплексне використання стоячих хвиль водойм |
title_fullStr |
Комплексне використання стоячих хвиль водойм |
title_full_unstemmed |
Комплексне використання стоячих хвиль водойм |
title_sort |
комплексне використання стоячих хвиль водойм |
publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
publishDate |
2018 |
topic_facet |
Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141774 |
citation_txt |
Комплексне використання стоячих хвиль водойм / П.В. Анахов // Гідроенергетика України. — 2018. — № 1-2. — С. 49-51. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
series |
Гідроенергетика України |
work_keys_str_mv |
AT anahovpv kompleksnevikoristannâstoâčihhvilʹvodojm |
first_indexed |
2025-07-10T13:28:47Z |
last_indexed |
2025-07-10T13:28:47Z |
_version_ |
1837266771496665088 |
fulltext |
Гідроенергетика України, 1—2/2018, ISSN 1812�9277 4949
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
ВВ
ступ. Ре дакційною ра дою жур на лу "Ви -
нахідник і раціоналіза тор", з ме тою по -
пу ля ри зації ви нахідниць кої діяль ності
в енер ге тич но му сек торі еко номіки Ук раїни, про -
во див ся кон курс "Ма ла по нов лю валь на енер ге ти -
ка — 2016". Кра щим виз на че но про ект "Сти му лю -
ван ня ко ли вань сей шо вих хвиль у во до схо ви щах
еле к т ро с танцій", ав тор Ана хов П.В. [1]. Ство рен ня
умов для ре зо нанс но го збу д жен ня і роз гой ду ван ня
сто я чих сей шо вих хвиль (влас них ко ли вань во -
дойм) місяч но/со няч ни ми при пли ва ми, а та кож
хви ля ми, що фор му ють ся при уп равлінні во до про -
пу ск ни ми гідро с по ру да ми, доз во лить підви щи ти
ви робіток еле к т ро е нергії. Це по ло жен ня де таль но
обґрун то ва но в статті [2].
Од нак, сейші — не єди ний тип сто я чих хвиль
во дойм, і ви робіток гідравлічної енергії — не єди -
ний їх по зи тив.
Аналіз ос танніх досліджень і пуб лі ка цій. Сто -
ячі хвилі здійсню ють обер таль но/по сту пальні ру -
хи вод них мас, які виз на ча ють вер ти кальні ко ли -
ван ня хвиль і го ри зон тальні ко ли ван ня течій. При
цьо му во ни збу д жу ють мікро ба ро ми і мікро сейс -
ми, як це по ка за но на Рис. 1.
Сто я чим хви лям і течіям, а та кож ко ли ван ням
їхньо го по хо д жен ня при та манні не га тивні ри си,
які на ве дені в Табл. 1.
Про те, не завжди сто ячі хвилі за по чат ко ву ють
не ба жані події. Навіть тя гун, про який ніхто ще не
ска зав до б ро го сло ва, за пев них умов у пев ний час
мож на без печ но ви ко ри с то ву ва ти для суспільних
по треб. Мож ливі гос по дарські за сто су ван ня, що
скла да ють по зи тивні ри си сто я чих хвиль, на ве дені
в Табл. 2.
Ме тою статті є роз роб ка ме ханізму оцінки
ефек тив ності за ходів що до ком плекс но го ви ко ри -
с тан ня сто я чих хвиль во дойм, за яко го вра хо ву -
ють ся на не се на шко да і при не се на ко ристь.
Ви клад ос нов но го ма теріалу. Збу д жен ня і
роз гой ду ван ня сто я чих хвиль є ре зуль та том дії
зовнішньої по відно шен ню до во дой ми збу д жу -
валь ної си ли і збу д жу ва ної си ли, за умо ви близь -
кості їх періодів [6]:
КОМПЛЕКСНЕ ВИКОРИСТАННЯ
СТОЯЧИХ ХВИЛЬ ВОДОЙМ
УДК 551.466.6+621.22.018 АНАХОВ П.В., інж. ДП "НЕК "Укренерго", м. Київ
Роз роб ле на порівняль на ха рак те ри с ти ка сто я чих хвиль во дойм, сімей ст во яких вклю чає озерні і при бе -
режні сейші, тя гун. Збу д жен ня і роз гой ду ван ня сто я чих хвиль є ре зуль та том дії зовнішніх по відно шен ню до
во дой ми сил і ство ре них для цьо го умов. Хвилі, в свою чер гу, здійсню ють як руйнівну, так і твор чу ро бо ту.
Роз роб ле но ал го ритм роз ра хун ку су мар ної ефек тив ності за ходів що до ком плекс но го ви ко ри с тан ня енергії
сто я чих хвиль, який вра хо вує на не се ну шко ду і при не се ну ко ристь.
К л ю ч о в і с л о в а: мікро ба ро ми, мікро сейс ми, сейші, сти му лю ван ня хвиль, тя гун.
Рис. 1. Комплекс явищ, які виникають за дії стоячих водяних
хвиль, в атмосфері, гідросфері та земній корі: 1 — амплітуда
хвилі в момент часу t = 0; 2 — амплітуда хвилі в момент часу t = π;
3 — напрямок течії безпосередньо перед досягненням хвилею
оптимального значення (t → π); 4, 5 — мікробароми і
мікросейсми в момент часу t → π (з [3], змінений)
Таблиця 1. Небажані події, які можуть виникнути при рухах стоячих хвиль і течій і заходи щодо захисту від них
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
Гідроенергетика України, 1—2/2018, ISSN 1812�92775050
Tout ≈ kTS , . (1)
де Tout — період збу д жу валь ної си ли; k — ко е фі ці -
єнт про порційності; ∨ — знак диз'юнкції; TS — пе рі -
од збу д же ної сто я чої хвилі.
Сімей ст во сто я чих хвиль вклю чає тя гун і
сейші [4]. В свою чер гу, розрізня ють сейші за мк ну -
тих (озе ра) і напівза мк ну тих (бух ти) вод них ба -
сейнів [11]. Порівняль на ха рак те ри с ти ка сто я чих
хвиль пред став ле на в Табл. 3.
Суттєвою особ ливістю тя гу ну, період яко го Tsb
ча с то співпа дає із періода ми влас них ко ли вань, є
йо го збу д жен ня зовнішніми інфра г равітаційни ми
хви ля ми з періодом Tig.
На відміну від тя гу ну сейші зви чай но збу д жу -
ють ся оди нич ною дов го період ною хви лею (по хи -
лом вод ної по верхні на значній площі), що мо же
обу мов лю ва ти ся на ступ ни ми при чи на ми: різ кі
зміни ат мо сфер но го ти с ку над вод ною по верх нею
чи льо до вим по кри вом; вітро ве хви лю ван ня, яке
при зво дить до ви ник нен ня згонів і на гонів; на ко -
пи чен ня во ди в одній ча с тині во дой ми, вик ли ка не
хви лею цу намі, по то ка ми впа да ю чих і витіка ю чих
рік або зли вою; сейсмічні яви ща; періодичні при -
пли во у тво рю ючі си ли Сон ця і Мі ся ця [4].
Суттєвою особ ливістю сейш є їх по в'я за ність із до -
вжи ною во дойм за лежністю:
TS = λ (L)/Vw , (2)
де Vw — (фа зо ва) швидкість ру ху сто я чої хвилі.
По тенціал сто я чих хвиль виз на чає ви роб ле на
ни ми енергія. Кількість енергії скла да ють, по/пер -
ше, енергія хвиль Ww, мак си му ми яких у виз на че -
ний час при па да ють на лінії пуч но с тей (див. Рис.
1), по/дру ге, енергія течій Wc, мак си му ми яких
при па да ють на ство ри вуз ло вих ліній:
Ww = Ww + Wc . (3)
Мак си мальні енергії хвиль і течій роз ра хо ву -
ють ся за фор му ла ми:
Ww = (P/m) l Δ t, (4)
Wc = (P/m2) s Δ t, (5)
де P — по тужність во до то ку; P/m — пи то мий по тік
енергії на оди ни цю ши ри ни хви ль о во го фрон ту і
на оди ни цю до вжи ни хвилі вздовж на прям ку її по -
ши рен ня, кВт/м; P/m2 — гу с ти на по туж ності по то -
ку во ди течії, кВт/м2; l — до вжи на хви ль о во го
фрон ту; s — вод ний пе реріз течії; Δ t — інтер вал дії
хвиль (се анс ко ли вань), який є функцією ча су ре -
Таблиця 2. Господарські застосування явищ, які виникають при рухах стоячих хвиль
Таблиця 3. Порівняльна характеристика стоячих хвиль водойм
Гідроенергетика України, 1—2/2018, ISSN 1812�9277 5151
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
лак сації τ, пред став ле -
но го в Табл. 3.
Хвилі у відповідь на
збу д жен ня здійсню ють
як руйнівну (не га тивні
впли ви на довкілля), так
і твор чу (по зи тивні
впли ви) ро бо ту (див.
Табл. 1, 2). При ком -
плекс но му ви ко ри с -
танні сто я чих хвиль не -
обхідно вра хо ву ва ти на -
не се ну шко ду і при не се -
ну ко ристь. Кількість спо жи тої при цьо му енергії
відповідає кількості ви роб ле ної.
Роз гля да ти ме мо енергію, якій не знай ш лось
за сто су ван ня і якої до то го ж не ви с та чи ло на ре -
алізацію не ба жа них подій, як ви ко ри с та ну на пе -
ремішу ван ня вод них мас. Тоді кількість за своєної
при ком плекс но му ви ко ри с танні хвиль енергії
роз ра хо ву ва ти ме мо за фор му лою:
, ,
i = 1, 2, ..., n, j = 1, 2, ..., m, (6)
де i — кількість за ходів що до за хи с ту від не ба жа -
них подій; j — кількість спо собів за сто су ван ня; Wi,
Wj — кількість енергії, спо жи тої для за по чат ку ван -
ня не ба жа них подій і гос по дарсь ко го за сто су ван -
ня; ki, kj — ко ефіцієнти ви ко ри с тан ня енергії; ηi, ηj
— ко ефіцієнти ко рис ної дії; Δti, Δtj — інтер ва ли ча -
су про ве ден ня за ходів що до за хи с ту від не ба жа них
подій і гос по дарсь ко го за сто су ван ня сто я чих
хвиль.
Ал го ритм роз ра хун ку су мар ної ефек тив ності
за ходів що до ком плекс но го ви ко ри с тан ня енергії
сто я чих хвиль во дойм пред став ле но на Рис. 2.
Вис нов ки. Сто ячі хвилі здійсню ють обер таль -
но/по сту пальні ру хи вод них мас, які виз на ча ють
вер ти кальні ко ли ван ня хвиль і го ри зон тальні ко -
ли ван ня течій, крім то го збу д жу ю чи мікро ба ро ми і
мікро сейс ми. Для по вноцінно го аналізу по ведінки
і роз ра хун ку ефек тив ності ви ко ри с тан ня сто я чих
хвиль, сімей ст во яких вклю чає озерні і при бе режні
сейші та тя гун, роз роб ле на їх по рів няль на ха рак те -
ри с ти ка.
Збу д жен ня і роз гой ду ван ня сто я чих хвиль, по -
тенціал яких виз на чає ви роб ле на ни ми енергія, є
ре зуль та том дії зовнішніх по відно шен ню до во -
дой ми сил і ство ре них для цьо го умов. Хвилі, в
свою чер гу, здійсню ють як руйнівну, так і твор чу
ро бо ту. Роз роб ле но ал го ритм роз ра хун ку су мар ної
ефек тив ності за ходів що до ком плекс но го ви ко ри -
с тан ня енергії сто я чих хвиль во дойм, який вра хо -
вує на не се ну шко ду і при не се ну ко ристь.
Порівнян ня ве ли чин очіку ва ної ефек тив ності за -
ходів дасть змо гу об'єктив но оціни ти ефек тив ність
ком плекс но го ви ко ри с тан ня енергії сто я чих хвиль
во дой ми.
ЛІТЕ РА ТУ РА
1. Кон курс "Ма ла по нов лю валь на енер ге ти ка — 2016"
за вер ше но! // Ви нахідник і раціоналіза тор. — 2016. — № 6. —
С. 2.
2. Ана хов П.В. Мож ливі пер спек ти ви ви ко ри с тан ня сей -
шо вих хвиль в гідро е нер ге тиці Ук раїни / П. В. Ана хов //
Гідро е нер ге ти ка Ук раїни. — 2016. — № 1—2. — С. 10—12.
3. Ана хов П.В. Сей шо вий ме ханізм фор му ван ня ру ху
вод них мас / П.В. Ана хов // Гідро логія, гідрохімія і гідро е ко -
логія. — 2017. — Т. 1. — С. 131—135.
4. Ке со ва Л.А. За щи та во до хра ни лищ эле к т ро стан ций от
вред но го воз дей ст вия сей ше вых волн / Л. А. Ке со ва, П. В.
Ана хов // Гідро е нер ге ти ка Ук раїни. — 2016. — № 3/4. — С.
25—28.
5. Ана хов П. Ви со ко точ не руй ну ван ня льо до во го по кри -
ву во дой ми / П. Ана хов // Вод не гос по дар ст во Ук раїни. —
2014. — № 3 (111). — С. 22—24.
6. Ана хов П.В. Ви ко ри с тан ня мікро сейс мо ген них явищ
для роз ван та жен ня тек тонічних на пру жень // Ге о фи зи че с -
кий жур нал. — 2014. — Т. 36, № 5. — С. 128—142.
7. Ана хов П.В. Підви щен ня ви робітку по туж ності гідро -
е ле к т ро с танцій за ра ху нок енергії сейшів / П. В. Ана хов //
Енер ге ти ка: еко номіка, тех но логії, еко логія. — 2014. —
№3(37). — С. 51—55.
8. Ostrovsky I. Seiche/induced mixing: Its impact on lake
productivity / I. Ostrovsky, Y. Z. Yacobi, P. Walline, I.
Kalikhman // Limnology and Oceanography. — 1996. — Vol. 41,
Iss. 2. — P. 323—332.
9. Ана хов П.В. Дис танційний кон троль гли би ни во дой -
ми з ви ко ри с тан ням ба га то ка наль но го до сту пу до полів сей -
шо во го по хо д жен ня / П. В. Ана хов, С. П. Ана хов //
Геоінфор ма ти ка. — 2016. — №1 (57). — С. 79—83.
10. Ана хов П.В. Сейсмічна розвідка ме то дом хит ної ча с -
то ти / П. В. Ана хов // Геоінфор ма ти ка. — 2015. — № 2 (54).
— С. 46—51.
11. Rabinovich A.B. Seiches and Harbor Oscillations /
Handbook of Coastal and Ocean Engineering (ed. by Y. C. Kim).
— Singapoure: World Scientific Publ., 2009. — P. 193—236.
Рис. 2. Алгоритм розрахунку сумарної ефективності заходів щодо комплексного використання
енергії стоячих хвиль водойм
© Анахов П.В., 2018
&
|