船が航行するときに、船の後ろにV字型に広がるの航跡の波ができますが、このV字型の波の広がり角度は、船の速度に関係なく一定であるらしいのですが、なぜですか?

A 回答 (2件)

下記の文献の


「3.4.2 船のつくる波」という節に詳しい解説が
示されています。御参考までに..


池畑光尚 著
「船舶海洋工学のための流体力学入門」
船舶技術協会 1994
ISBN 4-88129-028-2
    • good
    • 1
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。
教えてくださった本は、残念ながら本屋に置いてなく、取り寄せとなってしまうため内容を確認できないでおりましたが、ある方から、角度が一定になることについて詳しく教えていただくことができました。

お礼日時:2001/01/23 18:56

回答じゃないですが...


ホントですか!!面白いから、資料を教えてくださいませんか。

この回答への補足

お兄さんが造船会社で船舶の設計をしている知人からの話で、また聞きの為正しいのかどうか自信は有りませんが、知人によると波動方程式を使って証明できるらしいのですが詳しい話は分かりません。物理の専門家にとっては有名な話かなぁと思って投稿してみました。

補足日時:2000/12/19 10:20
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ある方から教えていただき、解決いたしました!
ケルビン波といって、角度は39度で一定となるそうです。

お礼日時:2001/01/23 18:51

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q波の速度について

学校で「水深が深くなるほど波の進む速度が早い」と
教えられましたが、それがなぜなのか分からず気になっています。
知っている方がいらっしゃいましたら教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

rara さん、混乱させてしまって申し訳ないのですが、

結論は、
-----------------------------------------
浅い場所では水底の影響で水分子の運動が制限を受ける、
そのために波の速度が遅くなってしまう。
-----------------------------------------
でいいと思います。

ただし、水底において水分子の運動が制限される、というのは水平方向ではなくて、鉛直方向についてです。
(ここがポイントです!)

水底における水の鉛直方向の動きの制限が、自由表面での波の速度を規定すると言うのは面白いですよねぇ~
以下、そのための説明を書きますね。
難しい言葉も出てしまいますが、雰囲気だけでも感じ取ってくれたら嬉しいです。
いずれにせよ、raraさんの質問に対する答えは、上記のとおりです。(^^)

---------------------------------------------

●波の支配方程式
まず、一般的に波を考えるときはポテンシャル流を仮定します。つまり、エネルギー散逸の 無い、完全流体と呼ばれる非粘性の流体です。これでも、実際の現象を説明するには十分だそうです。

この時、流体の方程式は速度ポテンシャル関数に関するラプラス方程式で表されます。こ れを、常微分方程式に簡略化して解きます。


●波速と水深
こうして、ポテンシャル流を仮定して導かれた波の速度の式
深水波 c = √( gL / 2π)
長波 c = √( gh)
をみると、
波の速度は水深hの関数になっていますが、hのgradient の関数になっているわけではあ りません。
つまり、「水深」そのものが波の速度を規定しており、「水深の変化」が波の速度に影響を与 えているのではありません。

今、水深が一定の場所を二ヶ所考え、一方は水深が浅く、もう一方は水深が深いとします。 この時も、同じ波長の波であれば、水深が深い場所ほど波は早く進むことが出来る、という わけです。


波速の式の中にhが出てくるのは、支配方程式を解く際に水底での境界条件(水底での法 線方向(つまり鉛直方向)の水の速度は0)を適用するためです。
結局、波の速度を考えるときのポイントは、「水底の水は鉛直方向の動きが制限される」、と いうことみたいですね。
今は粘性を考えていないので、水平方向の動きは制限されません。
繰り返しますが、それでも実際の現象を説明するには問題ないそうです。

それにしても、水底における水の鉛直方向の動きの制限が、自由表面での波の速度を規 定すると言うのは面白いですよね。



PS)
エネルギーの散逸がない(無視できるほど小さい)というのは、SJMさんのイラストで、障害 物を越えた波が、障害物を越える前と同じ進行速度を再び持っている、ということからも分か りますね。

PS2)
上記の説明は微小振幅波を仮定しています。岸近くの大きな波は微小振幅波の仮定が成 り立たず、上記の理論では説明できません。非線形の偏微分方程式を解かねばならず、数 値計算が必要となってきます。

参考文献:「流体力学」日野幹雄著 朝倉書店

rara さん、混乱させてしまって申し訳ないのですが、

結論は、
-----------------------------------------
浅い場所では水底の影響で水分子の運動が制限を受ける、
そのために波の速度が遅くなってしまう。
-----------------------------------------
でいいと思います。

ただし、水底において水分子の運動が制限される、というのは水平方向ではなくて、鉛直方向についてです。
(ここがポイントです!)

水底における水の鉛直方向の動きの制限が、自由表面での波の速度を規定すると言うのは面...続きを読む


人気Q&Aランキング