Измерение энергии удара волны
Инфрагравитационные волны (ИГВ) достигают в длину от 100 м до 10 км и по времени длятся от 25 до 300 секунд. В зависимости от гавани они могут стать помехой для причаливания судна.
Исследователи Вашингтонского университета наблюдали эффект колебаний в районе Ту Рокс Марина, где водная поверхность испытывает непрерывную зыбь и часто бывают штормы.
Автор исследования, докторант Дэршэни Тотэгэмууодж, говорит, что период, когда инфрагравитационные волны окружают гавань, приходится на ее «естественный период».
«Естественный период — фундаментальная особенность бассейна с гаванью, зависящая от его геометрии: длины, ширины и глубины, — говорит она. — Гавань может иметь более одного естественного периода в зависимости от сложности формы бассейна».
Когда период окружающих ИГВ близок к одному из естественных периодов, в гавани наблюдается ритмичное движение водной поверхности и может генерироваться ток.
Даже если амплитуда инфрагравитационных волн мала, более высокие колебания могут произойти через явление резонанса. В таких условиях становиться на якорь может быть небезопасно, операции может быть прервана из-за чрезмерных движений судна, наносящих ущерб швартовым и крыльям. Результаты показали, что в пределах инфрагравитационного периода Ту Рокс Марина преобладают четыре доминирующих колебания.
Колебания постоянно присутствуют на пристани, но во время штормов они становятся энергичнее, и высота волны достигает 0,5 м, тогда как в спокойном состоянии она ниже 0,1 м.
«Ту Рокс Марина расположен в области сложной оффшорной батиметрии, состоящей из затопленной рифовой системы, которая идет параллельно береговой линии на расстояниях 3,2 км и 4,7 км соответственно», — говорит г-жа Тотэгэмууодж.
Риф связан с инфрагравитационными волнами
Ученые обнаружили, что инфрагравитационные волны образуются при ветре, вызывающем водную зыбь над оффшорными рифовыми системами.
Во время штормов энергия ИГВ на рифах увеличивается приблизительно в 10 раз по сравнению с энергией вне рифов.
Это увеличение оффшорной энергии приводит к увеличению энергии инфрагравитационных волн, окружающих пристань, и, в свою очередь, генерирует колебания с большой амплитудой.
Госпожа Тотэгэмууодж теперь пытается найти методы преодоления инфрагравитационных колебаний в гаванях с аналогичными условиями.
«В окружающей среде с высокоэнергетическим инфрагравитационным фоном волновые колебания могут быть минимизированы путем регулирования геометрических параметров гавани», — говорит она.
Главным требованием является уверенность в том, что естественный период гавани не находится в непосредственной близости к диапазону периодов окружающих инфрагравитационных волн.