Clapotis (original) (raw)
유체동역학에서 중복파(Clapotis)란 방파제, 방조제, 절벽과 같이 해안선이 수직인 곳에서 진행하는 표면파와 해안선에서 반사된 반사파가 서로 만나 합쳐저서 발생하는 정상파를 의미한다. 이렇게 만들어진 중복파는 수평이동이 없으나 고정된 마디와 반마디가 존재한다. 이런 정상파는 해안선 끄트머리의 벽을 침식시키며 해안 구조물에 심각한 손상을 줄 수 있다. 중복파라는 용어는 1877년 프랑스의 수학자이자 물리학자인 가 처음으로 마치 파도가 '래핑'하는 듯이 보인다고 하여 프랑스어인 'le clapotis'로 이름붙였다. 들어오는 순수 단조 파동이 단단한 수직벽에 완전히 정상으로 반사되어 나가는 이상적인 중복파에서는 정상파의 파고는 벽에서 반파장 거리에서 들어오는 파동의 파고의 2배이다. 이 경우 심해파의 물 입자의 원운동이 반마디에서 수직속도만, 마디에서 수평속도만 남으며 직선형으로 바뀌게 된다. 정상파의 경우 운동 에너지가 위치 에너지로, 다시 위치 에너지가 운동 에너지로 바뀌며 서로 번갈아가며 거울처럼 위로 올라갔다 내려간다.
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| dbo:abstract | Bei Wasserwellen wird unter Clapotis (aus dem Franz. für ‚Geplätscher‘) eine stehende Welle verstanden, die durch Reflexion einer fortschreitenden monochromatischen Welle an einer vertikalen Wand (Mole, ) entsteht. Hierbei wird von einem auf die Wand auftreffenden Wellenzug mit der Wellenlänge L und der Höhe H (vertikaler Abstand zwischen Wellental und Wellenberg) ein spiegelbildlicher Wellenzug zurückgeworfen. Die Überlagerung von ankommender und reflektierter Welle ergibt die Clapotis mit einer Wellenhöhe 2H. Wird der Abstand von der Wand mit der Koordinate x bezeichnet, liegen Schwingungsbäuche mit der Höhe 2H an den Stellen x = 0 (Wand), x = L/2, x = 2L/2 etc. Dazwischen befinden sich Schwingungsknoten bei x = L/4, x = 3L/4, x = 5L/4 etc., wo bei einer perfekten Clapotis keine Wasserspiegelauslenkung stattfindet. Die Schwingbewegungen der Wasserteilchen im Wellenfeld unter der Wasseroberfläche (zweites Bild) sind kurvilinear, mit einer horizontalen Tangente an den Schwingungsknoten, und vertikal an den Wellenbäuchen. Die perfekte Reflexion stellt einen Idealfall dar. In der Natur sind in Bauwerksnähe die Randbedingungen für stabile Wellen allenfalls annähernd gegeben, denn an den Reflexionsflächen treten Verluste auf. Als Folge kommt es zur Ausbildung einer (gebrochenen) aufgerissenen Clapotis, einer (unvollkommenen) partiellen Clapotis oder einer Kombination von beiden. (de) In hydrodynamics, a clapotis (from French for "lapping of water") is a non-breaking standing wave pattern, caused for example, by the reflection of a traveling surface wave train from a near vertical shoreline like a breakwater, seawall or steep cliff.The resulting clapotic wave does not travel horizontally, but has a fixed pattern of nodes and antinodes.These waves promote erosion at the toe of the wall, and can cause severe damage to shore structures. The term was coined in 1877 by French mathematician and physicist Joseph Valentin Boussinesq who called these waves 'le clapotis' meaning "the lapping". In the idealized case of "full clapotis" where a purely monotonic incoming wave is completely reflected normal to a solid vertical wall,the standing wave height is twice the height of the incoming waves at a distance of one half wavelength from the wall.In this case, the circular orbits of the water particles in the deep-water wave are converted to purely linear motion, with vertical velocities at the antinodes, and horizontal velocities at the nodes.The standing waves alternately rise and fall in a mirror image pattern, as kinetic energy is converted to potential energy, and vice versa.In his 1907 text, Naval Architecture, Cecil Peabody described this phenomenon: At any instant the profile of the water surface is like that of a trochoidal wave, but the profile instead of appearing to run to the right or left, will grow from a horizontal surface, attain a maximum development, and then flatten out till the surface is again horizontal; immediately another wave profile will form with its crests where the hollows formerly were, will grow and flatten out, etc. If attention is concentrated on a certain crest, it will be seen to grow to its greatest height, die away, and be succeeded in the same place by a hollow, and the interval of time between the successive formations of crests at a given place will be the same as the time of one of the component waves. (en) En hydrodynamique, le clapotis est une forme d'ondes stationnaires non-déferlantes provoquée entre autres par la réflexion d'un train d'ondes de surface sur un rivage presque vertical tel un brise-lames, une ou une falaise abrupte. L'onde clapotique résultante ne se déplace pas horizontalement et sa structure de nœuds et de ventres est fixe. Ces vagues favorisent l'érosion au pied de la paroi et peuvent gravement endommager les structures sur le rivage. Le terme a été inventé en 1877 par le mathématicien et physicien français Joseph Valentin Boussinesq. Dans le cas idéal de "clapotis complet" où une onde incidente purement monotone est complètement réfléchie normalement à une paroi verticale solide, la hauteur des ondes stationnaires est le double de la hauteur des ondes incidentes à une distance d'une demi-longueur d'onde de la paroi. Dans ce cas, les orbites circulaires des particules d'eau dans l'onde d'eau profonde sont converties en un mouvement purement linéaire, avec des vitesses verticales aux ventres et des vitesses horizontales aux nœuds. Les ondes stationnaires montent et descendent alternativement de façon symétrique, à mesure que l'énergie cinétique est convertie en énergie potentielle, et vice versa. (fr) 유체동역학에서 중복파(Clapotis)란 방파제, 방조제, 절벽과 같이 해안선이 수직인 곳에서 진행하는 표면파와 해안선에서 반사된 반사파가 서로 만나 합쳐저서 발생하는 정상파를 의미한다. 이렇게 만들어진 중복파는 수평이동이 없으나 고정된 마디와 반마디가 존재한다. 이런 정상파는 해안선 끄트머리의 벽을 침식시키며 해안 구조물에 심각한 손상을 줄 수 있다. 중복파라는 용어는 1877년 프랑스의 수학자이자 물리학자인 가 처음으로 마치 파도가 '래핑'하는 듯이 보인다고 하여 프랑스어인 'le clapotis'로 이름붙였다. 들어오는 순수 단조 파동이 단단한 수직벽에 완전히 정상으로 반사되어 나가는 이상적인 중복파에서는 정상파의 파고는 벽에서 반파장 거리에서 들어오는 파동의 파고의 2배이다. 이 경우 심해파의 물 입자의 원운동이 반마디에서 수직속도만, 마디에서 수평속도만 남으며 직선형으로 바뀌게 된다. 정상파의 경우 운동 에너지가 위치 에너지로, 다시 위치 에너지가 운동 에너지로 바뀌며 서로 번갈아가며 거울처럼 위로 올라갔다 내려간다. (ko) |
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