Credito:Università di Oxford
In un nuovo studio sulla rottura delle onde oceaniche, i ricercatori hanno dimostrato che il comportamento di rottura delle "onde appuntite" assialsimmetriche è abbastanza diverso dalle teorie consolidate sulla rottura delle onde in movimento.
Le onde in movimento si infrangono quando le onde diventano così ripide che la cresta non è più stabile. Ciò porta a una rottura del moto ondoso e alla perdita di energia. Di conseguenza, l'altezza dell'onda è limitata dal processo di rottura.
"Gran parte della nostra comprensione della rottura delle onde è instradata in teorie sviluppate e esperimenti condotti in due dimensioni quando le onde si muovono in una direzione", ha spiegato l'autore principale, il dottor Mark McAllister, Dipartimento di Scienze ingegneristiche, Università di Oxford. "Tuttavia, le onde che si infrangono nell'oceano sono un processo tridimensionale."
Per stabilire le differenze tra le onde che si infrangono in due dimensioni e tre dimensioni, i ricercatori hanno utilizzato la vasca circolare delle onde della FloWave Ocean Energy Research presso l'Università di Edimburgo per riprodurre un'onda assisimmetrica tridimensionale estrema, l'onda a picco.
I risultati del serbatoio delle onde hanno dimostrato che il comportamento di rottura delle onde assialsimmetriche era molto diverso dall'interruzione delle onde associata alle onde in movimento.
Quando le onde si formarono, un grande getto d'acqua verticale eruttò dalla cresta dell'onda prima di entrare in caduta libera e scontrarsi con la superficie dell'acqua sottostante.
Gli esperimenti hanno mostrato che, a differenza delle onde in movimento, l'altezza della cresta dell'onda spike non era limitata dall'inizio della rottura ma dalla stabilità del getto.
Il dottor McAllister ha affermato:"Questo studio ha rivelato i meccanismi fondamentali attraverso i quali le onde che si diffondono e si incrociano in modo altamente direzionale possono diventare molto più grandi di altre onde, accelerando verso l'alto molto più velocemente della gravità per una breve frazione di tempo".
La nuova ricerca di tre ordini di grandezza più ampia rispetto ai precedenti esperimenti rivela implicazioni significative per la sicurezza marittima. Come spiega il professor Ton van den Bremer, Engineering Science, University of Oxford e Delft University of Technology, "L'onda a picco è un esempio idealizzato di un tipo di comportamento che rende i cosiddetti mari che attraversano, dove i sistemi di onde viaggiano in direzioni diverse, quindi pericoloso per la navigazione e le strutture offshore."
La comprensione della dinamica dell'onda a picco potrebbe portare a progressi nella sicurezza marittima sulla base di dati migliorati sui limiti di altezza delle onde e sul comportamento di rottura in condizioni estreme.
Lo studio condotto in collaborazione con ricercatori dell'Università di Edimburgo, dell'Università di Manchester, della Shanghai Jiao Tong University e della Delft University of Technology fa parte di un'indagine su larga scala sull'attraversamento dei mari che possono produrre onde tridimensionali estreme.
"Rottura d'onda e formazione di getti su onde gravitazionali di superficie assialsimmetriche", è pubblicato nel Journal of Fluid Mechanics . + Esplora ulteriormente
