jak wygenerować falę surfingową w kontrolowanym środowisku? Przyjrzyjmy się różnym rodzajom modeli i koncepcji tworzenia fal.
baseny z falami to przyszłość surfingu śródlądowego, a nowa branża powstała, aby zapewnić idealne fale surfingowe w ograniczonych przestrzeniach zewnętrznych i wewnętrznych.
pierwsze eksperymenty z falami wykonanymi przez człowieka sięgają XIX wieku, ale dziś kilka urządzeń tworzy fale eksperymentalne.
mogą być tworzone w małych laboratoriach lub dużych basenach wodnych o wielkości boiska do piłki nożnej.
celem tych eksperymentów jest zrozumienie, jak pewne fale zachowują się, jakie są ich kształty, jak się propagują i w jakich warunkach załamują się, odbijają i rozpraszają.
obrzęki mają codzienny wpływ na linie brzegowe świata, dlatego ważne jest poznanie potencjalnych zagrożeń dla działalności człowieka.
fale wyjaśniają również, dlaczego budowane są falochrony, groiny, molo i ściany morskie i są podstawowym czynnikiem w tworzeniu portów i przystani.
ale są też zmienną, którą należy wziąć pod uwagę przy zachowaniu systemów wydmowych i ochronie własności prywatnej i publicznej budowanej w pobliżu linii brzegowej.
taka sama potrzeba badań dotyczy architektów marynarki, którzy muszą określić poziom naprężeń, jakie mają na kadłubach i innych konstrukcjach statków.
rodzaje modeli falowych
teoretycznie istnieją cztery główne typy modeli falowych, a każdy z nich ma określone zalety, w zależności od pożądanego rezultatu.
„żadna szczególna pomysłowość nie jest wymagana do wytwarzania fal w zbiorniku, zauważają Willard Bascom i Kim McCoy, autorzy książki” fale i plaże.”
” w rzeczywistości o wiele bardziej niezwykłym wyczynem byłoby zrobienie czegokolwiek z wodą bez wywoływania fal.”
cztery modele falowników czołgowych mogą używać łopatek, tłoka, tłoka lub mechanizmu pneumatycznego, jak pokazano na rysunku powyżej.
„łopatka, tłok i tłok są połączone sztywnym ramieniem z mimośrodowo umieszczonym sworzniem na obracającym się kole i w ten sposób bezpośrednio wytwarzają matematycznie zadowalające fale sinusoidalne”, wyjaśniają Bascom i McCoy.
za każdym razem, gdy zmniejszasz prędkość koła napędowego, okres fali wydłuża się; z drugiej strony, jeśli zwiększysz promień połączenia sworzniowego, zwiększy się wysokość fali.
te trzy systemy ciśnienia powietrza są często instalowane w długich i wąskich kanałach falowych, aby symulować kilka rozmiarów fal.
i jeszcze formuła pneumatyczna.
„falowniki pneumatyczne są zamontowane obok siebie wzdłuż dwóch ścian dużych, kwadratowych zbiorników”, podkreślają autorzy.
„tworzą fale, zmieniając ciśnienie powietrza pod maską, tak że powierzchnia wody tam wznosi się i opada.”
” gdy powierzchnia wody wewnątrz kaptura jest obniżona, ciśnienie jest przekazywane, zgodnie z prawem Pascala, przez wodę do wody bezpośrednio po drugiej stronie przegrody, gdzie powierzchnia jest podniesiona.”
wtedy generowane zakłócenia zaczną przemieszczać się po zbiorniku.
kontrolując ilość i czas trwania ciśnienia powietrza dmuchanego przez silnik, można kontrolować odpowiednio amplitudę fal i długość fali.
mechanizm generowania fal pneumatycznych jest podobny do tworzenia fal naturalnych. Wiatr wieje nad powierzchnią oceanu, tworząc fale, które będą podróżować i ostatecznie dotrzeć do wybrzeża.
według Willarda Bascoma i Kim McCoya ” proces ten jest bardzo ważny dla zrozumienia, w jaki sposób fale kapilarne przekształcają się w powierzchniowe fale grawitacyjne.”
Generatory fal sztucznych
wraz z najnowszymi osiągnięciami technologicznymi korzystanie z modelowania komputerowego w symulacjach generujących sztuczne fale stało się łatwiejsze, tańsze i bardziej praktyczne.
i właśnie to robi teraz przemysł basenów falowych.
niemniej jednak na całym świecie nadal istnieje kilka dużych, „analogowych”urządzeń do wytwarzania fal.
Laboratorium hydrauliki w Scripps Institution of Oceanography w La Jolla w Kalifornii ma jeden kanał falowy o szklanych ściankach i kanał falowy wiatru.
służą do generowania fal pod kontrolowanymi wysokościami i okresami.
najdłuższa fala na świecie jest dostępna w Centrum Badań przybrzeżnych Uniwersytetu w Hanowerze i ma długość 1000 stóp (330 metrów).
Flume Delta w Holandii ma 985 stóp (300 metrów) długości, 31 stóp (9,5 metra) głębokości i 16 stóp (pięć metrów) szerokości.
zbiornik wodny zawierający dziewięć milionów litrów słodkiej wody jest w stanie wytworzyć fale o wysokości 4,5 metra.
Centrum Badań nad technologiami przybrzeżnymi w College Station w Teksasie ma 46 metrów długości i 30 metrów szerokości, które mogą symulować fale oceanu z kilku kierunków i porywiste wiatry.
domowe baseny falowe
tworzenie fal jest łatwe.
„bardzo mała kropla wody lądująca na nieruchomej powierzchni wody wygeneruje zmarszczki powierzchniowe (fale kapilarne), które promieniują Na Zewnątrz”, pokazują Bascom i McCoy.
” wraz ze wzrostem wielkości kropli, po falach kapilarnych będą widoczne małe fale grawitacyjne, które wyraźnie mają dłuższą długość fali.”
” kroplomierz i wanna to wszystko potrzebne wyposażenie.”
wykonanie w pełni funkcjonalnych fal jezdnych wymaga nieco więcej czasu i materiałów. W końcu wszystko, czego potrzebujesz, to mechanizm, który prawidłowo wypiera wodę.
ale nie musisz być inżynierem i wydawać dużo pieniędzy, aby zbudować domowy basen z falami.
jest to wykonalne wyzwanie, o ile masz duży obszar, w którym możesz zainstalować surfingową falę, kilka zasobów i materiałów oraz pomocną dłoń.
na świecie istnieje kilka samodzielnie wykonanych basenów ze sztuczną falą.
jeden z najbardziej popularnych i interesujących prototypów został zaprojektowany i zbudowany przez Freda Coblyna w Indonezji.
„fala Freda” może generować mały wałek za pomocą ludzkiej energii (siły ramienia) lub, alternatywnie, mikro-generatora, który wytwarza falę za mniej niż cztery centy.
również Garrett Johnson, założyciel Ocean Innovations, wprowadził kiedyś przenośną koncepcję basenów z falami podwórkowymi, która stworzyła wąską falę z prostym sprzętem.
„wiele lat temu na Uniwersytecie w Kenii nie było pieniędzy na mechaniczny generator fal” – ujawniają autorzy ” fal i plaż.”
” zamiast tego jeden z uczniów kołysał się sklejką, której dolna krawędź spoczywała na dnie zbiornika, w tę i z powrotem między dwiema kredowymi liniami na krawędzi zbiornika, mierząc akcję drugą ręką zegarka.”