Wie erzeugt man eine Surfwelle in einer kontrollierten Umgebung? Werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Arten von Modellen und Konzepten zur Wellenherstellung.

Wellenbecken sind die Zukunft des Binnensurfens, und eine neue Branche wurde geboren, um perfekte surfbare Wellen in begrenzten Außen- und Innenräumen zu bieten.

Die ersten Experimente mit vom Menschen verursachten Wellen stammen aus dem 19.Jahrhundert, aber heute erzeugen mehrere Einrichtungen experimentelle Wellen.

Sie können in kleinen Labors oder großen, fußballfeldgroßen Wasserbecken hergestellt werden.

Das Ziel dieser Experimente ist es zu verstehen, wie sich bestimmte Wellen verhalten, welche Formen sie haben, wie sie sich ausbreiten und unter welchen Bedingungen sie brechen, reflektieren und beugen.

Wellen haben tägliche Auswirkungen auf die Küsten der Welt, daher ist es wichtig, die potenziellen Bedrohungen menschlicher Aktivitäten zu kennen.

Wellen erklären auch, warum Wellenbrecher, Leisten, Anlegestellen und Ufermauern gebaut werden und ein grundlegender Faktor für die Schaffung von Häfen und Yachthäfen sind.

Aber sie sind auch eine Variable, die bei der Erhaltung von Dünensystemen und dem Schutz von privatem und öffentlichem Eigentum in Küstennähe berücksichtigt werden muss.

Der gleiche Bedarf an Studien gilt für Schiffsarchitekten, die den Grad der Beanspruchung von Schiffsrümpfen und anderen Schiffsstrukturen bestimmen müssen.

Arten von Wellenherstellungsmodellen

Theoretisch gibt es vier Haupttypen von Wellenherstellungsmodellen, von denen jedes je nach gewünschtem Ergebnis spezifische Vorteile hat.

„Um Wellen in einem Tank zu erzeugen, ist kein besonderer Einfallsreichtum erforderlich, bemerken Willard Bascom und Kim McCoy, Autoren des Buches „Waves and Beaches.“

„Tatsächlich wäre es eine viel bemerkenswertere Leistung, dem Wasser etwas anzutun, ohne Wellen zu schlagen.“

Die vier Modell-Tank-Wavemaker können entweder ein Paddel, einen Kolben, einen Kolben oder einen pneumatischen Mechanismus verwenden, wie in der obigen Abbildung dargestellt.

„Das Paddel, der Kolben und der Kolben sind alle durch einen starren Arm mit einem exzentrisch angeordneten Stift an einem drehenden Rad verbunden und erzeugen so direkt mathematisch befriedigende Sinuswellen“, erklären Bascom und McCoy.

Wenn Sie die Geschwindigkeit des Antriebsrades verringern, verlängert sich die Wellenperiode; Wenn Sie dagegen den Radius der Stiftverbindung vergrößern, erhöht sich die Wellenhöhe.

Diese drei Luftdrucksysteme werden häufig in langen und schmalen Wellenkanälen installiert, um mehrere Wellengrößen zu simulieren.

Und dann ist da noch die pneumatische Formel.

„Pneumatische Wellenmacher werden nebeneinander an zwei Wänden großer, quadratischer Tanks montiert“, betonen die Autoren.

„Sie erzeugen Wellen, indem sie den Luftdruck unter einer Haube so verändern, dass die Wasseroberfläche dort steigt und fällt.“

„Wenn die Wasseroberfläche in der Haube gedrückt wird, wird der Druck nach dem Pascalschen Gesetz durch das Wasser auf das Wasser unmittelbar auf der anderen Seite der Trennwand übertragen, wo die Oberfläche angehoben wird.“

Dann beginnt sich die erzeugte Störung über den Tank zu bewegen.

Durch die Steuerung der Menge und Dauer des vom Motor geblasenen Luftdrucks ist es möglich, die Amplitude der Wellen bzw. die Wellenlänge zu steuern.

Der pneumatische Wellenerzeugungsmechanismus ähnelt der Erzeugung natürlicher Wellen. Der Wind weht über die Oberfläche des Ozeans und erzeugt Wellen, die sich bewegen und schließlich die Küste erreichen.

Laut Willard Bascom und Kim McCoy „ist dieser Prozess sehr wichtig für das Verständnis, wie Kapillarwellen zu Oberflächenschwerewellen heranwachsen.“

Künstliche Wellengeneratoren

Mit den jüngsten technologischen Entwicklungen ist es einfacher, kostengünstiger und praktischer geworden, Computermodellierung in Simulationen zur Erzeugung künstlicher Wellen zu verwenden.

Und genau das macht die Wellenbadbranche gerade.

Nichtsdestotrotz gibt es immer noch mehrere große, „analoge“ Wellenproduktionsanlagen auf der ganzen Welt.

Das Hydraulics Laboratory der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla, Kalifornien, verfügt über einen glaswandigen Wellenkanal und einen Windwellenkanal.

Sie werden verwendet, um Wellen unter kontrollierten Höhen und Perioden zu erzeugen.

Das längste Wellenkanal der Welt befindet sich im Küstenforschungszentrum der Universität Hannover und ist 1.000 Fuß (330 Meter) lang.

Die Delta-Rinne in den Niederlanden ist 985 Fuß (300 Meter) lang, 31 Fuß (9,5 Meter) tief und 16 Fuß (fünf Meter) breit.

Das Wasserreservoir mit neun Millionen Litern Süßwasser kann 14,8 Fuß (4,5 Meter) hohe Wellen erzeugen.

Das Offshore Technology Research Center in College Station, Texas, verfügt über ein 150 Fuß (46 Meter) langes und 100 Fuß (30 Meter) breites Becken, das Meereswellen aus verschiedenen Richtungen und böige Winde simulieren kann.

Hausgemachte Wellenbecken

Wellen schlagen ist einfach.

„Ein sehr kleiner Wassertropfen, der auf einer Oberfläche mit stillem Wasser landet, erzeugt Oberflächenfalten (Kapillarwellen), die nach außen strahlen“, zeigen Bascom und McCoy.

„Wenn die Größe des Tropfens zunimmt, werden den Kapillarwellen winzige Gravitationswellen folgen, die eindeutig eine längere Wellenlänge haben.“

„Eine Pipette und eine Badewanne sind alles, was Sie brauchen.“

Die Herstellung voll funktionsfähiger, fahrbarer Wellen erfordert etwas mehr Zeit und Material. Am Ende brauchen Sie nur einen Mechanismus, der Wasser richtig verdrängt.

Aber Sie müssen kein Ingenieur sein und viel Geld ausgeben, um ein hausgemachtes Wellenbad zu bauen.

Es ist eine machbare Herausforderung, solange du einen großzügigen Bereich hast, in dem du eine surfbare Welle, ein paar Ressourcen und Materialien und eine helfende Hand installieren kannst.

Es gibt mehrere selbstgemachte künstliche Wellenbecken auf der Welt.

Einer der beliebtesten und interessantesten Prototypen wurde von Fred Coblyn in Indonesien entworfen und gebaut.

„Fred’s Wave“ kann mit menschlicher Energie (Armkraft) eine kleine Walze erzeugen oder alternativ einen Mikrostromerzeuger, der für unter vier Cent eine Welle erzeugt.

Auch Garrett Johnson, Gründer von Ocean Innovations, stellte einmal ein tragbares Hinterhof-Wellenbadkonzept vor, das mit einfacher Ausrüstung eine schmale Welle erzeugte.

„Vor vielen Jahren gab es an der Universität von Kenia kein Geld für einen mechanischen Wellengenerator“, enthüllen die Autoren von „Waves and Beaches.“

„Stattdessen schaukelte einer der Schüler ein Stück Sperrholz, dessen Unterkante auf dem Tankboden ruhte, zwischen zwei Kreidelinien am Tankrand hin und her und bestimmte die Aktion mit dem Sekundenzeiger einer Uhr.“