Comportamiento en el Mar: Teoría, Fuerzas, Perturbaciones y Factores Clave

Teoría Lineal Clásica del Comportamiento en el Mar: Hipótesis

Hipótesis:

1. Fluidos: Incompresibles, homogéneos, irrotacionales, sin viscosidad. El flujo puede derivarse de un potencial de velocidad.
2. El buque oscila armónicamente con una frecuencia igual a la de encuentro de la ola.
3. Relación lineal dimensional entre la amplitud de las olas y la de las entonaciones de los movimientos del buque.
4. El buque es un sólido rígido, con costados verticales en la flotación.
5. Las formas del buque varían suavemente a lo largo de la eslora, teoría de las rebanadas.

Fuerzas Amortiguadoras

1. Las generadas por las olas.
2. La fricción en la superficie del buque.
3. Las generadas por los salientes.
4. La resistencia del aire.
5. Disipación de energía por generación de calor.
6. Tensión superficial.

Perturbación que el Viento Crea: Dependencia

1. La fuerza del viento.
2. Su duración.
3. La superficie del mar afectada por el viento (flecha).
4. La profundidad del mar.

Mecanismo de Transmisión de Energía del Viento a las Olas

1. Las olas obtienen energía del viento por el empuje que este ejerce sobre la superficie libre del mar cuando su velocidad es mayor que la de las olas.
2. La energía se transfiere por fricción de las partículas del viento con las partículas de la superficie libre del mar.
3. Las olas obtienen energía del viento por diferencia de presiones entre las caras de las olas.

Factores que Reducen la Velocidad en Mar Grueso

1. Resistencia añadida debida al viento.
2. Resistencia añadida por efecto de los movimientos del buque (cabeceo y arfada).
3. Aumento de la resistencia por reflexión de las olas sobre el casco.
4. Incremento de la resistencia debido al efecto de la guiñada y la deriva.
5. Pérdidas de eficiencia propulsiva por cambio en las condiciones de funcionamiento de la hélice.
6. Reducción voluntaria de la velocidad.

Definiciones de Proceso Aleatorio, Estacionario, Homogéneo y Ergódico

La experiencia demuestra que la superficie del mar, descrita como una elevación respecto a un nivel medio de referencia, puede considerarse un proceso estacionario, homogéneo y ergódico, siempre que se describa localmente y en un periodo de tiempo determinado.

• Proceso estacionario:
  1. Cuando sus características estadísticas no dependen del tiempo.
  2. La función de distribución de probabilidad y la de densidad de probabilidad tienen el mismo valor en cualquier instante dentro del periodo considerado.
• Proceso homogéneo: Cuando es estacionario en el espacio, esto es lo mismo que decir que el proceso aleatorio no varía aunque cambie el origen de medida del tiempo.
• Proceso aleatorio ergódico:
  1. Si es estacionario y la esperanza de un determinado suceso es igual a la media temporal de la realización de dicho suceso.
  2. El resultado de una muestra del suceso es representativo de todas las posibles muestras de dicho proceso.
  3. Implica que sea estacionario y homogéneo.