Ще успеят ли учените да създадат идеален абсорбатор за водни вълни?
Ако талази от вода, светлина или тон се сблъскат с предполагаем обект, наименуван съвършен абсорбатор, те няма да бъдат нито отразени, нито трансферирани, те просто биха изчезнали. Наскоро откривателите са показали нещо сходно на такова съвършено асимилиране, употребявайки елементарни водни талази, движещи се по стеснен канал. Вълните се отстраняват от техните лични отблясъци от кухини, вградени в едната страна на канала. С по-нататъшно изследване откривателите считат, че резултатът може да се употребява за понижаване на ерозията или за отбрана на чувствителни структури посредством потребление на детайли, ситуирани покрай бреговата линия.
„ Бяхме стимулирани от нуждата да направляваме или абсорбираме вълните в реките, с цел да можем да опазваме по-ефективно крайбрежията “, сподели математическият физик Агнес Маурел от ESPCI Paris.
„ Напълното усвояване на вълновата сила е даже по-добро от пренасочването й и може да е допустимо такава сила да бъде събирана. “
Physics - Vanishing Act for Water Waves
— Bryan Kelly (@BryanKeIIy)
Но постигането на съвършено асимилиране не е елементарно. През последните няколко години откриватели, работещи с талази от светлина или тон, демонстрираха нещо доста близо до съвършеното усвояване. Но никой към момента не е съумял да сътвори съвършен абсорбатор за водни талази.
Маурел и сътрудниците му бяха въодушевени да опитат нов метод, основан на техните скорошни математически калкулации, които демонстрираха, че съвършеното усвояване може да бъде реализирано посредством планиране на избран вид резонансна конструкция, с която входящите водни талази да взаимодействат. Изчисленията им демонстрираха, че за талази, движещи се надолу по прав канал, тези структури, когато се възбудят от преминаваща вълна, ще излъчват вторични талази, които съвършено ще анулират вълните, движещи се както напред, по този начин и обратно.
За да показват тази доктрина на процедура, Маурел и нейните сътрудници следваха двуетапна процедура: първо проучиха по какъв начин кухините могат да произведат нулево предаване при избрани честоти и по-късно направиха фина конфигурация, с цел да произведат нулево отражение при същите тези честоти. Те преглеждат воден канал с дължина 1,4 m, широчина 6 cm и дълбочина 5 cm. В предварителните калкулации, започващи от уравненията за идеална течност - такава, която няма загуби на сила заради търкане - те демонстрираха, че две дребни кухини, вградени в страната на канала, могат да работят като нужните резонансни камери. Тези калкулации допускат, че двете кухини би трябвало да са с идентичен размер, разпростряли се от стената на канала с 4 cm. и разпростряли се по продължение на канала за 3 cm. За талази в честотния диапазон, който екипът учеше, тези калкулации предвидиха нулево предаване при 2,7 и 3,3 Hz.
Physics - Vanishing Act for Water Waves
— James Hollomon (@Luminate_Design)
След това екипът тества тези прогнози с водни талази в лаборатория. В тясно сходство с прогнозите, откривателите откриха два спада в кривата на предаване по отношение на честотата - първият съвсем отиваше до нула, а вторият падаше до към 40%. „ Несъответствията с теорията отразяват загубите на сила от триенето на течността и приближенията, употребявани в разбора “, споделят откривателите.
„ Не успяхме да реализираме съвършено усвояване при нито една периодичност, защото отражението беше доста. “ Но откривателите откриха, че посредством деформиране на двете кухини, като едната е малко по-далеч от стената на канала, в сравнение с другата, те могат да реализират съвършена всмукване - нулево предаване и отражение - при 2,9 Hz. Това изисква известна промяна посредством проби и неточности, с цел да се откри точната асиметрия на кухината.
Маурел и сътрудниците й се надяват да развият тази концепция, с цел да се употребява в практическа система за отбрана на крайбрежията от ерозия. „ Механизмът, който демонстрирахме за направляване на талази, може да бъде уголемен до един тип предпазен пояс в морето “, сподели тя.
„ Това е значим опит “, сподели Себастиен Гуено от Imperial College London, специалист по разпространяване на талази в необятен набор от приложения. „ Двете близко ситуирани водни кухини работят като бутала в моторен мотор “, защото водните им равнища са склонни да осцилират тъкмо отвън фаза. Той планува приложения като „ нови типове насипи, които да понижат риска от преливане “. И той добави, че резонансните структури могат също да се употребяват за събиране на сила от океанските талази.
По темата
„ Бяхме стимулирани от нуждата да направляваме или абсорбираме вълните в реките, с цел да можем да опазваме по-ефективно крайбрежията “, сподели математическият физик Агнес Маурел от ESPCI Paris.
„ Напълното усвояване на вълновата сила е даже по-добро от пренасочването й и може да е допустимо такава сила да бъде събирана. “
Physics - Vanishing Act for Water Waves
— Bryan Kelly (@BryanKeIIy)
Но постигането на съвършено асимилиране не е елементарно. През последните няколко години откриватели, работещи с талази от светлина или тон, демонстрираха нещо доста близо до съвършеното усвояване. Но никой към момента не е съумял да сътвори съвършен абсорбатор за водни талази.
Маурел и сътрудниците му бяха въодушевени да опитат нов метод, основан на техните скорошни математически калкулации, които демонстрираха, че съвършеното усвояване може да бъде реализирано посредством планиране на избран вид резонансна конструкция, с която входящите водни талази да взаимодействат. Изчисленията им демонстрираха, че за талази, движещи се надолу по прав канал, тези структури, когато се възбудят от преминаваща вълна, ще излъчват вторични талази, които съвършено ще анулират вълните, движещи се както напред, по този начин и обратно.
За да показват тази доктрина на процедура, Маурел и нейните сътрудници следваха двуетапна процедура: първо проучиха по какъв начин кухините могат да произведат нулево предаване при избрани честоти и по-късно направиха фина конфигурация, с цел да произведат нулево отражение при същите тези честоти. Те преглеждат воден канал с дължина 1,4 m, широчина 6 cm и дълбочина 5 cm. В предварителните калкулации, започващи от уравненията за идеална течност - такава, която няма загуби на сила заради търкане - те демонстрираха, че две дребни кухини, вградени в страната на канала, могат да работят като нужните резонансни камери. Тези калкулации допускат, че двете кухини би трябвало да са с идентичен размер, разпростряли се от стената на канала с 4 cm. и разпростряли се по продължение на канала за 3 cm. За талази в честотния диапазон, който екипът учеше, тези калкулации предвидиха нулево предаване при 2,7 и 3,3 Hz.
Physics - Vanishing Act for Water Waves
— James Hollomon (@Luminate_Design)
След това екипът тества тези прогнози с водни талази в лаборатория. В тясно сходство с прогнозите, откривателите откриха два спада в кривата на предаване по отношение на честотата - първият съвсем отиваше до нула, а вторият падаше до към 40%. „ Несъответствията с теорията отразяват загубите на сила от триенето на течността и приближенията, употребявани в разбора “, споделят откривателите.
„ Не успяхме да реализираме съвършено усвояване при нито една периодичност, защото отражението беше доста. “ Но откривателите откриха, че посредством деформиране на двете кухини, като едната е малко по-далеч от стената на канала, в сравнение с другата, те могат да реализират съвършена всмукване - нулево предаване и отражение - при 2,9 Hz. Това изисква известна промяна посредством проби и неточности, с цел да се откри точната асиметрия на кухината.
Маурел и сътрудниците й се надяват да развият тази концепция, с цел да се употребява в практическа система за отбрана на крайбрежията от ерозия. „ Механизмът, който демонстрирахме за направляване на талази, може да бъде уголемен до един тип предпазен пояс в морето “, сподели тя.
„ Това е значим опит “, сподели Себастиен Гуено от Imperial College London, специалист по разпространяване на талази в необятен набор от приложения. „ Двете близко ситуирани водни кухини работят като бутала в моторен мотор “, защото водните им равнища са склонни да осцилират тъкмо отвън фаза. Той планува приложения като „ нови типове насипи, които да понижат риска от преливане “. И той добави, че резонансните структури могат също да се употребяват за събиране на сила от океанските талази.
По темата
Източник: vesti.bg
КОМЕНТАРИ