Jökull


Jökull - 01.12.1977, Síða 88

Jökull - 01.12.1977, Síða 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
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.