Jökull


Jökull - 01.12.1977, Blaðsíða 88

Jökull - 01.12.1977, Blaðsíða 88
of images and observe diat because of the small amplitude condition, the pressure field in F for t -» oo will be Ps (P) = (-fo/^C) [(l/rPQ) + (1 /rPQ’)]» (18) and the associated surface amplitude is given by hS (S) = -f„/277/>gCrSQ (19) where Q' = (0,0,—d) and rt>Q = [(x~x')2 + (y-y')2 + (z-d)2]^> (20) rPQ’= [(x-x')2 + (y-y')2 + (z+dm (2i) rSQ = Kx-x')2 + (y-y')2 + d2]%- (22) Equation (18) gives the stationary flow pres- sure due to the sink at Q. To obtain the correct initial condition at t = 0, we have only to add to pH the pressure field due to a surface ampli- tude distribution of —hs imposed at t = 0 on F in equilibrium. The response to this initial condition is given by (15) and has then to be added to (18). The integral in (15) with h0 = —hs can be evaluated with the help of the potential theoretical identity f /rrQ’ = (z/2tt) (l/r3pu) (f/fuq) dau> (23) 2 where U = (x", y"), dal: = dx"dy" and rpu = [(x-x")2 + (y-y'O + z2]^ 24) ruQ = [(x"-x02 + (y"-yO + d2]% (25) Applying (23) we find that the solution to our problem is P(P>t) = Ho/4nC) [(I/rPQ) + (l/rPQ>) - (2/rpq,t)], (26) wliere t > 0 and rPQ’t = [(x-x02 + (y-y')2 + (z+at+d)2]>/2 (27) The elevation of the fluid surface is obtained from (26) by taking z = 0 and h = p/gp, viz., h (S,t) = - (v0/27rgC) [(1 /rBQ) - (1 /rSQ,t)] (28) where v0 = fn/p is the volume rate of the sink, S = (x,y) is a point on £ and rSQ’t = [(x-x02 + (y-y')2 + (at+d)2]+ (29) DISCUSSION Equation (27) reveals that the effect of the free fluid surface on the pressure drawdown due to the concentrated constant sink of strength f0 starting at time t = 0 can be represented by the pressure field due to a stationary image sink of strength f0 located at Q' = (x', y', —d) and a moving image source of strength 2f0 located at Q't = [x', y', —(at+d)]. At time t = 0+ the image sink and i/2 of the image source cancel resulting in an initial pressure field of p (P,0+) = - (f0/47rC) [(1 /rPQ) - (l/rPQ,)]. (30) At very large times, that is at t >> d/a, when the image source has retreated far into tlie negative half space, the third term in (26) be- comes negligible and the pressure field reaches its stationary value ps given by (18). The fluid surface is then at h» (s) = - vo/27rgCrSQ, (31) and the final stationary position vertically above the sink is consequently h8(S0) = -v0/27rgCd, (32) where the point S0 = (x', y', 0). Moreover, we find tliat the rate of drawdown vertically above the sink is r(So>1) = -dh(S0,t)/dt = (v0/2tt</>) (at+d)-2. ^ It is interesting to note that the initial rate of drawdown is r (So>0+) = vc/2tT(f>V, (34) and the time required to reach l/2 of the sta- tionary drawdown vertically above the sink given by (32) is t,A = d/a. (35) We will also consider the recovery of the fluid surface following a period of withdrawal by the concentrated sink located at Q = (x', y', d). We assume that the fluid surface is in equilibrium, at t = 0, that is, h (S,0) = 0. Let fluid withdrawal by the sink at Q start at t = 0+ and continue for a period of time t0. The withdrawal is then discontinued and the 86 JÖKULL 27. ÁR
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104
Blaðsíða 105
Blaðsíða 106
Blaðsíða 107
Blaðsíða 108
Blaðsíða 109
Blaðsíða 110
Blaðsíða 111
Blaðsíða 112
Blaðsíða 113
Blaðsíða 114
Blaðsíða 115
Blaðsíða 116

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.