Onderwerp: Snelheid golven versus windkracht

Zondag was het weer zover, een dikke bries voorspeld. Beetje afhankelijk van het weermodel, maar het zou steady 6 gaan waaien, en goed ook. Van Harlingen naar Medemblik was het plan en werd het ook. Ik heb geen windmeter, ik vertrouw op wat ik zie en die laatste knoop TWS doet me niet zoveel. Ook als het KNMI 4 Bft voorspelt doe ik er altijd 1 Bft bij omdat ik zeilen zet alsof ik alleen vaar, dus op de vlagen. Het waait bij een verwachting van 4 Bft dan ook echt regelmatig 5 Bft alleen het gemiddelde in 10 minuutjes haalt dat niet dus blijft het een 4 Bft in de formele verwachting.

Zondag viel me iets op waar ik 2,5 uur over kon nadenken want dat was de tijd die we nodig hadden om van Kornwerd naar Medemblik te komen, voor ons een record. We begonnen met een tweede rif en een half ingerolde genua 2 uitgeboomd. Wind iets van SB in dus grootzeil over BB en de golven echt recht van achter, dat zou kikken worden.

Al binnen 2 mijl hadden we diepe dalen en was 10 knots geen uitzondering. Uiteraard, mijn log is niet gekalibreerd, en ik kijk er alleen op als mijn psyche wil dat ik kijk, dus als we hard gaan. Hierdoor is het altijd een tegenvaller als je op een gemiddelde van 8 echte mijlen er uur uitkomt terwijl je eigenlijk veelal meer op je log hebt gezien

Hoe harder het waait hoe voorzichtiger ik wordt. Je komt met 6 Bft regelmatig die setjes van golven tegen waar je vanaf kan surfen maar dan heb je weer te weinig zeil staan als de wind net even inkakt naar even 4 Bft. We hebben onze top gebroken dus ik ben blij. Mijn vrouw weet nu ook hoe dat klinkt binnen als ze een boek leest en gedurende 30 seconden bleef de perzik op tafel liggen, zo stabiel (haar test of we echt wel hard gaan).

Als het harder gaat waaien, gaan de golven dan ook erg veel sneller? Moet ik dus meer moeite doen om erop te blijven? Mijn gevoel is dat ik beter dik 4 Bft kan hebben met een spinaker erop dan 6 Bft met vlagen 7 omdat ik niet het lef heb om de zeilen erop te zetten die dan druk genoeg leveren om de golven bij te houden.

Hoe zit dat, wat is de relatie tussen windkracht en golfsnelheid? Is daar wat over te zeggen?

Gr Michel

Wind heeft niks met golfsnelheid te maken. Golven zijn een frequentie van het water die door de wind opgezweept word.

Een gitaar houdt ook de zelfde toon, ongeacht hoe hard je de snaar plukt.

Kringen in het water zijn niet afhankelijk van de grootte van de kei die je er in plonst..

Wij waren zaterdag op het Markermeer en door de geringe diepte zijn de golven daar altijd kort. Zondag waren we op de Noordzee en omdat het N/NW wind was kon die de heel lang over de diepere Noordzee ophogen en hadden we heel lange golfslag. Soort oceaan gevoel. Hoogte van 2-3 meter en 7-8 seconden tussen de golven. Dat heb ik niet vaak op de Noordzee gehad. De wind was ook wel fors: 30-35 knopen.

Als je met xygrip weerberichten download kun je ook golfinfo mee laten komen.
De frequentie is vaak verschillend en er zal wel vanalles in meespelen maar je krijgt wel een idee wat er gebeurt buiten.
Misschien eens leuk om te bekijken.

@BB oke ...... de windgolven op het IJsselmeer gaan dus even snel of het nu Bft 2 is of 12. Dan is het kennelijk de waterdiepte die van grote invloed is, toch? Maakt het dan veel uit voor de golfsnelheid of het over een lang stuk 3 meter diep is of 6?

boarderbas schreef :
Een diepwaterzwaartekrachtsgolf gedraagt zich anders dan een gitaarsnaar, en een windgolfpatroon anders dan een impulsief-veroorzaakt kringenpatroon.

De snelheid van een golf die boven diep water loopt is proportioneel met de wortel uit de golflengte. En een golfpatroon bevat niet één frequentie, maar een heel spectrum.

De wind die over het wateroppervlak strijkt blijft energie overdragen, totdat de golven voldoende snel lopen en er een evenwichtssituatie ontstaat (de wind voedt de golven met net zoveel energie als dat die golven weer verliezen, o.a. aan turbulentie en viscositeit). Bij een volledig ontwikkeld golfpatroon (fetch is lang genoeg, wind waait lang genoeg) lopen bij harde wind de golven dus echt wel sneller.

Maar dan, ondiepwatergolven: daarvoor is de snelheid alleen afhankelijk van de diepte. Op plaatsen als het Markermeer zal je dan ook sneller een situatie krijgen dat de golflengte vergelijkbaar is met de diepte, en dan houdtbhet bovenstaande verhaal op, en krijg je een natuurlijke maximumsnelheid, gerelateerd aan de diepte. Ik zou ff in de boeken moeten duiken om uit te vogelen bij welke golf# (en dus wind-) snelheid je die overgang maakt.

Samenvattend:
Bij minder wind: golfsnelheid is proportioneel aan windsnelheid, en de golflengte neemt toe bij toenemende golfsnelheid
Bij zo veel wind dat de golflengte vergelijkbaar wordt met de lokale diepte: min of meer de maximum golfsnelheid. Maar in dieper water is die snelheid aanzienlijk hoger, dus op de Noordzee gaat “sneller = sneller” veel langer door.

EDIT: even de getalletjes erbij.

Voor diep water is de fasesnelheid ~1.25 sqrt(golflengte) (golflengte in m; snelheid in m/s); de groepssnelheid is daar de helft van.

Voor een diepte van 3 meter (Markermeer) heb je het dus over 2.2 m/s (fase) / 1.1 m/s (groep); voor 10m diepte (IJsselmeer) over 4 m/s / 2 m/s; voor 40m diepte 8 m/s / 4 m/s, en voor 100m diepte 12.5 m/s / 6.25 m/s.

En ik verwacht dat voor diepwatergolven de windsnelheid en groepssnelheid redelijk overeen zullen komen.

Op het Markermeer zit je dus al bij 1 Bft aan de max, op het IJsselmeer bij 2 Bft, en op de Noordzee bij 4 Bft. Dit verrast mij.

BB heeft dus in het algemeen in Nederlandse wateren wel degelijk gelijk (alleen niet om de voorbeelden die ‘ie aandraagt).

Oh, en het kan met deze wat versimpelde sommetjes al bij 4 Bft gaan spoken bij de Doggersbank.

Op het IJsselmeer speelt de beperkte strijklengte volgens mij een grotere rol dan de diepte. (Die tanh-term doet nog niet zoveel)
Als het echt ondiep wordt, wordt de fasesnelheid wortel(g * d).

Leesvoer (voor de volgende keer dat je tijd hebt )


( download -> blz 125 (k is het golfgetal) )

Ik dacht gevonden te hebben de wortel uit de zwaartekracht x waterdiepte = snelheid

Dus grofweg 3,1 x 4 meter diepte is zeg 12 meter per seconde is 24 mijl per uur, maar dat klopt dus niet.

Dat klopt voor een waterdiepte die klein is tov de golflengte.

Edit:

Legenda:

c = propagatiesnelheid
k = golfgetal = 2 * pi / golflengte


Edit:
Als het een beetje wil begin je hier ook "rompsnelheid" te ontdekken: de snelheid waarbij de door het schip veroorzaakte longitudinale golf net zo lang is als L_WL

Edit 2:
En dat de rompsnelheid dus ook afhankelijk is van de waterdiepte.

Tja, daar vind ik geen harde grens van. Wel dat wanneer de diepte minder is dan 1/20 van de golflengte .... maar dat is op het IJsselmeer niet het geval. Het verschilt enorm en soms vallen golven samen, maar ik schat in als leek dat de golflengte max 2 bootlengtes is dus zeg 20 meter. Dan is 4 meter diepte maar 1/5. In onderzoeken van RWS kom ik ook geen veel langere golflengtes tegen.

In ieder geval weet ik nu dus dat voor het IJsselmeer bij een relatief korte periode dat het hard waait en een relatief klein gebied waarover zich de golf kan opbouwen de snelheid niet (erg) verschilt of het nu 4 Bft waait of 6 Bft.

Moet wel zeggen @ BB (en iedereen die het doet) dat als ik onder de omstandigheden van Zondag vaar ik me echt afvraag hoe jij er nog een spinaker op durft te zetten. Respect. Moet je voorstellen.... bij 4 Bft ligt Hellen heerlijk op de preekstoel voorop om naar achteren te kijken, bij 5 Bft gaat de neus af en toe een golftop in en wordt de onderkant van haar broek dan wat nat. Gisteren werden we soms ingehaald door een golf die ons zover optilde de de voorpunt en de hele ankerbak onder water kwam te staan totdat we het startschot kregen en weer weggeschoten werden. Zo'n moment dat je voorover ligt en die weerstand voelt van die golf voor je voelt aan als kritisch. 1 verkeerde beweging en de energie uit je zeilen lijkt je in een broach of chinees te willen gooien. Pas als de remmen los zijn voor een seconde of 10 ligt ze als een huis, stabiel en totaal vlak en bromt de kiel vriendelijk binnen.

IJsselmeer wordt wel klein dan...

Ach, die tanh zorgt alleen maar voor het netjes aansluiten van de twee extremen (diep & ondiep), en da’s even te veel detail. Ik ga even zoeken maar fetch… ah, pagina 150-153.

Een dimensieloze fetch van 10^5 is voldoende voor een volledig ontwikkeld patroon, dus dan zou je voor 2 m/s al zo’n 4x10^5/10 = 40 km equivalent fetch nodig hebben. Ja, nee, die vind je op het IJsselmeer lastig, als wind zijnde (ik weet dat je er al zeilend makkelijk 75 mijl op propt).

Vul 'm zelf maar in.
5.4.23 geldt voor elke diepte.

Bij een L_WL van 10m en een diepte van 4m lever je qua rompsnelheid 1,5% in tov van "diep" water.

Bij een golflengte van 20m en een diepte van 4m is de fasesnelheid 15% lager dan bij "diep" water.

Praktische grens: diepte groter dan golflengte/2 wijkt nauwelijks af van diep water.

Edit:
En voor rompsnelheid dus: als de diepte kleiner is dan L_WL/2 gaat die diepte zachtjesaan een rol spelen.

Ik denk dat je een denkfout maakt als je het over snelheid van de golven hebt. De golven hebben een bepaalde frequentie, dus hoogte en breedte, maar ze komen eigenlijk niet van hun plek. Net als bij een snaar van een instrument.

Dat is precies waarom ik het over de FASEsnelheid van een golf heb. De energie verplaatst zich namelijk wel degelijk.

uiteindelijk komen hier de begrippen staande golf en lopende golf weer in beeld

@XanderB: de golven verplaatsen zich wel degelijk - staande golven zijn eerder uitzondering dan regel. Denken over snaren is leuk, maar niet nuttig hier.

@JotM: groepssnelheid, niet fasesnelheid (voor energietransport)

Een golf in water is de manifestatie van het doorgeven van energie van watermolecuul naar watermolecuul. Hierbij draaien de moleculen maar rondjes edoch de golf klatst uiteindelijk op het strand.

Een citaat van de zoon van mijn moeder.

dus kleinere bootjes hebben voordeel tov grotere bootjes op het IJsselmeer

Wij voeren vrijdag tussen de kanaaleilanden door met continue 27knopen ruime schijnbare wind en uitschieters naar 35, het was daar 60 meter diep. Ik heb nog nooit op zulke grote golven gezeild terwijl ik regelmatig met hardere wind wel voor de kust te vinden ben. De golven leken mij niet sneller of langzamer onder ons door te rollen rekening houdend met de langere frequentie door de diepte.

Dit is wellicht ook interessant van 11 jaar geleden:

groups.google.com/forum/#!topi...2VMq1uFsTk%5B1-25%5D

en 9 jaar geleden:

zeilersforum.nl/index.php/foru...-observanten-gezocht.

De snelheid van golven in de ondiepe Nederlandsche wateren wordt voornamelijk bepaald door de bodemvormen en wrijving.

In de zeegaten kan een soort venturi effect ontstaan waardoor de golfsnelheid op kan lopen tot pakweg 30-32 knopen. dat is de reden dat de ontwerpsnelheid van de KNRM reddingboten 36 knopen is, om voor een breker weg te kunnen lopen.
Ook van invloed is de hoeveelheid vaste delen (zand, modder)die in oplossing zijn in het water of de brekers. Het soortelijk gewicht neemt daardoor behoorlijk toe en is van sterke invloed op de eigenschappen van de golf.
Op het zuidelijk ijsselmeer hebben we "dik water" omdat bij onrustig weer daar veel sediment in opgelost is. Het effect is dat de golflengte korter wordt en ervaren worden als steiler. Het zal ook ongetwijfeld effect hebben op de snelheid.
Uberhaupt zijn golven op het zuidelijk ijsselmeer beperkt door de geringe diepgang aldaar.

Bij noordelijke harde wind heb je om de Ven serieuze deining staan (>50Kn), mede omdat daar de diepte rond de 6-7 meter is. Ik heb dar nooit snelheid gemeten, alleen tegenin gebokst (prachtig).

Ik denk dat op de Nederlandsche ruime wateren de formules slecht toepasbaar zijn door alle factoren die van invloed zijn. Ook kustvormen en gesteldheid en windstroom hebben sterke invloeden die vaak onderschat worden. In ieder geval op het ijsselmeer.

WADnWIND schreef :
Grappig die oude discussies nog eens terug te lezen. Stond eerlijk gezegd niet meer op m'n netvlies...

WADnWIND schreef : Bij al dit soort beschouwingen houd ik mij één van mijn favoriete citaten (van een Engelse prof) voor ogen: "All models are wrong, but some are useful".

Eén van de eerste dingen die sneuvelt als de diepte kleiner wordt (ten opzichte van de golfhoogte) is de waarde van het lineair harmonische golfmodel. De golven worden niet alleen als steiler ervaren, ze zijn het ook.



Dat dat iets met de dichtheid van het water te maken heeft is nieuw voor mij.

JotM schreef :
Ik heb even snel zitten snuffelen in niet-lineaire golfbeschrijvingen en spot niet direct een manier waarop dichtheid een rol gaat spelen, anders dan in energie-dichtheid en -transport e.d.

Alhoewel… mogelijk dat bodemfrictie afhangt van de (effectieve) dichtheid van de waterkolom boven de bodem, en het opwervelen van sediment kost ook energie, dus ik kan me wel voorstellen dat dat iets doet met het energie- en dus golfspectrum.

Hmm, ik zit nu zo ver buiten mijn standaardonderwerpen… (alhoewel ik dan wel weer surprise encounters met KdV en Gross-Pitaevskii heb )

Nu al het beste draadje van het jaar!