Штормовые волны можно гасить

Франция

• Морские волны

Международная команда физиков под руководством ученых из Университета Сорбонна продемонстрировала на модели работу идеального поглотителя волн, в котором волны гасятся собственными отражениями. Такое сооружение могло бы стать хорошей защитой береговой линии от штормовых волн, что весьма актуально в свете только что пролетевшего урагана и сильного шторма, вызванного им. Хитрость заключается в наличии двух камер, встроенных в стенку мола. По словам одного из авторов работы Агнес Морель, полное поглощение энергии волн перспективнее, чем ее перенаправление - ведь можно собирать эту энергию для производства электричества.

Следует отметить, что ученые, работающие со звуковыми или световыми волнами нашли для них идеальный поглотитель несколько раньше. С волнами воды дела пока никто не имел. А потому работа исследователей стала первым подобным опытом. Ученые начали с математических расчетов. Они показали, что идеальное поглощение могут дать особые резонансные структуры, взаимодействующие с набегающими волнами. Эти структуры будут создавать вторичные отраженные волны при проходе морской волны и полностью гасить ее.

В своей работе исследователи рассматривали канал длиной 1,4 метра, шириной 6 сантиметров и глубиной 5 сантиметров. Используя уравнения идеальной жидкости (не имеющей потерь энергии на трение), ученые обнаружили, что две полости в стенке канала могут выполнять функции резонаторных камер. Экспериментальная проверка показала, что две одинаковые камеры не дают желаемого эффекта поглощения ни на одной из частот. Однако если одну полость сделать глубже другой, поглощение станет идеальным на частоте 2,9 Герц. Нулевое пропускание и отражение - волны просто исчезли!

Морель и ее коллеги собираются продолжить изучение открытого механизма и распространить используемый принцип гашения набегающих волн, доведя его от лабораторного канала до практического применения в виде защитного барьера в море. Кроме того, подобные конструкции могут использоваться в новых дамбах, позволяя предотвращать перелив воды. Статья появилась в Physical Review B.

Вера Максимова, 29.11.2023 16:38