Согласно инженерной теории обтекания преград, равнодействующая волнового давления представляет собой не статически приложенную, а изменяющуюся во времени возмущающую силу [см. формулы (3.6)]. Знать характер изменения волнового давления во времени важно для динамического расчета моноопорного основания. Согласно теории Дж. Морисона и Д.Д. Лаппо, полная волновая нагрузка сохраняет периодический характер кинематики волн, но из-за негармоничности скоростной составляющей в общем случае гармоническому закону не подчиняется.

Однако при относительно малых высотах волн и больших внешних диаметрах преград, когда инерционный компонент волновой силы в 2 раза и более превосходит скоростной, полную гидродинамическую нагрузку можно приближенно считать гармонической, полагая Q(t) = Q_Bcosrot, где t - время; ro - циклическая частота проходящей волны.

В корректности аппроксимации волнового давления на моноопору в отдельных случаях гармонической функцией можно убедиться по рис. 3.4. На нем представлены построенные по методике [25] графики изменения волнового давления во времени в зависимости от высоты морской волны и диаметра гладкой цилиндрической преграды для акватории глубиной 15 м.

Согласно теории волн круговая частота волны ro связана с ее длиной X зависимостью ro = 2nv/X или с учетом (3.4) ro = gk th(kH). Тогда, если характер изменения во времени равнодействующей волновой нагрузки близок к гармоническому, имеем

(3.13)

Для глубоководных акваторий, полагая X = 20h, из формулы

(3.13) можно получить Q(t) « Q_Bcos(1,75t/ 4h ).

Если равнодействующая волнового давления во времени имеет ярко выраженный негармонический характер (см., например, рис. 3.4, кривая 2), то представить силу Q(t) в удобном для анализа процесса колебаний моноопоры виде можно, используя прием разложения в ряд Фурье. Для нахождения коэффициентов членов ряда Фурье в этом случае придется воспользоваться гармоническими анализаторами или прибегнуть к численным методам вычисления интегралов. Более рационально находить эти коэффициенты, непосредственно интегрируя выражения (3.6).