สร้าง 'Freak Wave' ชื่อดังของญี่ปุ่นขึ้นในแล็บ

Pin
Send
Share
Send

มันเป็นพายุที่สมบูรณ์แบบในการสร้างคลื่นประหลาดกำแพงน้ำที่คาดเดาไม่ได้และมหึมาว่ามันสามารถทำลายและจมเรือได้ง่าย

ยกตัวอย่างเช่นคลื่นประหลาด Draupner ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 1 มกราคม 1995 ใกล้กับแท่นขุดเจาะน้ำมัน Draupner นอกชายฝั่งนอร์เวย์ คลื่นนั้นสูงถึง 84 ฟุต (25.6 เมตร) อย่างไม่น่าเชื่อหรือประมาณความสูงของยีราฟผู้ใหญ่สี่ตัวซ้อนกันอยู่ด้านบน คลื่นอันธพาลชื่อดังอีกภาพหนึ่งถูกวาดโดยศิลปินชาวญี่ปุ่น Katsushika Hokusai ในภาพพิมพ์แกะไม้สมัยศตวรรษที่ 19 ชื่อ "The Great Wave" ซึ่งแสดงให้เห็นถึงช่วงเวลาแห่งน้ำที่มหาศาลก่อนที่จะเกิดการชนที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

เพื่อค้นหาว่าทำไมคลื่นประหลาดเหล่านี้จึงปรากฏขึ้นอย่างฉับพลันและไม่มีการเตือนนักวิจัยจากประเทศอังกฤษสกอตแลนด์และออสเตรเลียจึงสร้างยอดคลื่น Draupner ในถังทดลอง

ทีมประสบความสำเร็จในการถอดรหัสสูตรโกงของคลื่น: มันต้องการเพียงแค่กลุ่มคลื่นขนาดเล็กสองกลุ่มที่ตัดกันที่มุมประมาณ 120 องศาพวกเขาพบว่า

คลื่นอันธพาลแตกเมื่อเห็นVéronique Sarano ในมหาสมุทรใต้ (เครดิตรูปภาพ: ลิขสิทธิ์ V. Sarano)

การค้นพบนี้ทำให้ความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับคลื่นประหลาด "จากนิทานพื้นบ้านไปสู่ปรากฏการณ์ในโลกแห่งความจริงที่น่าเชื่อถือ" นักวิจัยนำนักวิจัยมาร์คแมคแอลลิสเทอร์ผู้ช่วยวิจัยภาควิชาวิศวกรรมวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยอ๊อกซฟอร์ด "โดยการสร้างคลื่น Draupner ขึ้นใหม่ในห้องแล็บเราได้ขยับเข้าใกล้ความเข้าใจกลไกที่เป็นไปได้ของปรากฏการณ์นี้"

เมื่อคลื่นมหาสมุทรแตกสลายภายใต้สถานการณ์ทั่วไปความเร็วของของไหล (ความเร็วและทิศทางของน้ำ) ที่ด้านบนของคลื่นที่รู้จักกันในชื่อยอดกว่าความเร็วของยอดตัวเอง McAllister บอกวิทยาศาสตร์สดในอีเมล นี่เป็นสาเหตุให้น้ำที่อยู่ในยอดคลื่นแซงคลื่นจากนั้นก็ตกลงไปในขณะที่คลื่นแตก

อย่างไรก็ตามเมื่อคลื่นข้ามผ่านมุมกว้าง (ในกรณีนี้คือ 120 องศา) พฤติกรรมการแตกของคลื่นจะเปลี่ยนไป ในขณะที่คลื่น crisscross ความเร็วของของเหลวในแนวนอนภายใต้ยอดคลื่นจะถูกยกเลิกและคลื่นที่เกิดขึ้นสามารถสูงขึ้นและสูงขึ้นได้โดยไม่กระแทก "ดังนั้นการพุ่งพรวดจะไม่เกิดขึ้นอีกต่อไปและการระเบิดแบบเจ็ทขึ้นดังที่แสดงในวิดีโอของเราเกิดขึ้นและดูเหมือนว่าการทำลายแบบที่สองนี้ไม่ได้จำกัดความสูงของคลื่นในลักษณะเดียวกัน" McAllister กล่าว

กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อคลื่นข้ามมุมกว้างพวกเขาสามารถสร้างคลื่นมอนสเตอร์เช่นคลื่นประหลาด Draupner และ Great Wave ของ Hokusai

อย่างไรก็ตามกลุ่มคลื่นไม่จำเป็นต้องพบกันในมุมที่แม่นยำที่ 120 องศาเพื่อไปโกง

“ ในกรณีของคลื่น Draupner มุมของ 120 องศาเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อรองรับคลื่นเช่นนี้” McAllister กล่าว แต่ "โดยทั่วไปการพูดการข้ามมหาสมุทรจำนวนมากจะรองรับคลื่นที่สูงชัน"

การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมการแตกตัวของคลื่นที่ไม่ได้สังเกตเห็นก่อนหน้านี้แตกต่างอย่างมากจากความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับการทำลายคลื่นในมหาสมุทรปัจจุบันนักวิจัยอาวุโส TS van den Bremer ผู้ช่วยศาสตราจารย์ภาควิชาวิศวกรรมวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยอ๊อกซฟอร์ดกล่าวในแถลงการณ์

ทีมหวังว่างานของพวกเขาจะวางรากฐานสำหรับการศึกษาในอนาคตซึ่งวันหนึ่งอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทำนายคลื่นภัยพิบัติที่อาจเกิดขึ้นได้

การทดลองทั้งแบบเปียกและแบบป่าได้ทำที่ศูนย์วิจัยพลังงานมหาสมุทรของ FloWave ที่มหาวิทยาลัยเอดินเบอระ

การทดลองในห้องปฏิบัติการของคลื่น Draupner (เครดิตรูปภาพ: McAllister, M.L. et al. J. Fluid Mech. (2019); CC BY 4.0)

“ สิ่งอำนวยความสะดวกด้านการวิจัยพลังงานทางทะเลของ FloWave นั้นเป็นแอ่งรวมที่มีคลื่นเป็นวงกลมและมีผู้สร้างคลื่นรอบ ๆ เส้นรอบวงทั้งหมด” Sam Draycott ผู้ร่วมงานวิจัยในคณะวิศวกรรมศาสตร์ของ University of Edinburgh กล่าวในแถลงการณ์ "ความสามารถพิเศษนี้ช่วยให้สามารถสร้างคลื่นได้จากทุกทิศทางซึ่งช่วยให้เราสามารถสร้างสภาพคลื่นทิศทางที่ซับซ้อนซึ่งเราเชื่อว่าเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์คลื่น Draupner"

การศึกษาจะได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร The Fluid Mechanics ฉบับวันที่ 10 กุมภาพันธ์

Pin
Send
Share
Send