Hyökyaaltoja voidaan nyt luoda valtamerta muistuttavissa laboratorio-olosuhteissa
Saavutus auttaa suunnittelemaan turvallisempia laivoja ja öljynporauslauttoja.
Laivoille vaarallisia hyökyaaltoja voidaan luoda tietoisesti nyt myös laboratorio-olosuhteissa. Video: Visa Noronen, Amin Chabchoub, Sebastian Röder
260-metrinen saksalainen proomunkuljetusalus MS München katosi merellä salaperäisesti vuonna 1978. Jälkeenpäin aluksesta on löydetty vain muutamia hylyn osia, kuten laskematta jäänyt pelastusvene. Yleisimmin hyväksytty teoria on, että MS Müncheniin osui ja sitä vaurioitti yksi tai useampi hyökyaalto.
Hyökyaallot ovat valtamerissä esiintyviä, epätavallisen suuria pinta-aaltoja. Niiden on yleensä raportoitu ilmestyneen äkkiarvaamatta tai ilman varoitusta, joskus suunnattomalla voimalla. Nyt Aalto-yliopiston apulaisprofessori Amin Chabchoub on saanut selville, miten niitä voidaan luoda laboratorioympäristössä valtamerta vastaavissa olosuhteissa.
”Mahdollisesti äärimmäisen vaarallisia, realistisia hyökyaaltoja voidaan nyt hallita ja tuottaa milloin tahansa samankaltaisissa olosuhteissa kuin missä niitä esiintyy valtamerissä. Tämä auttaa meitä aaltojen ennustamisen lisäksi suunnittelemaan turvallisempia laivoja ja öljynporauslauttoja. Suunnitteilla olevia aluksia ja porauslauttojen prototyyppejä voidaan nyt testata ennen rakentamista niin, että ne altistetaan pienessä mittakaavassa todellisuutta vastaaville hyökyaalloille. Tämän vuoksi alkuperäisiä suunnitelmia voidaan muuttaa, jos mallit eivät ole riittävän kestäviä kohtaamaan äkkiarvaamatta esiintyviä jättiaaltoja”, Chabchoub selittää.
Fysiikan näkökulmasta hyökyaaltojen syntyminen voidaan selittää vesiaaltojen modulaatioepästabiilisuudella. Matemaattisin termein ilmiötä voidaan kuvailla epälineaarisen Schrödingerin yhtälön täsmällisten ratkaisujen kautta.
Laivoille vaarallisia hyökyaaltoja voidaan luoda nyt myös laboratorio-olosuhteissa. Kuva: Hampurin teknillisen yliopiston laboratorio.
Apulaisprofessori Chabchoubin johtama tutkijaryhmä on jo muutaman vuoden ajan pystynyt luomaan ohjattuja hyökyaaltoja laboratoriossa sijaitsevassa tutkimusaltaassa. Tämä on kuitenkin onnistunut vain täysin säännöllisissä aalto-olosuhteissa. Luonnossa tällaista säännönmukaisuutta esiintyy vain harvoin.
Artikkeli Amin Chabchoub: Tracking breather dynamics in irregular sea state conditions julkaistiin juuri Physical Review Letters -julkaisussa.
Linkki artikkeliin (journals.aps.org)
Lisätiedot:
Amin Chabchoub
Hydrodynamiikan apulaisprofessori, Aalto-yliopisto, konetekniikan laitos
amin.chabchoub@aalto.fi