""

数学方程式解释了流氓波是如何形成的

发布于2016年6月28日

  • 数学方程式解释了波浪在不寻常的情况下如何结合
  • 流氓波持续约20秒,威胁甚至大型船只

一个国际科学家团队开发了一个新的数学方程式,解释了高达25米高的流氓波如何能够从无处跳跃下沉大型船只并吞没石油平台。

这些波源于建设性干扰 - 一种已知的碰撞波现象 - 和特定于海浪复杂动力学的非线性效应的结合。

更好地理解流氓波的起源可以改进识别可能产生海洋区域的技术,使航运公司能够避开危险的海洋。

数学方程式由frédéricdias教授开发, ucd数学与统计学院和研究人员 佐治亚理工学院法兰克福大学法学院 - 法兰克福大学法学院.

研究结果发表在自然出版集团 科学报告.

这项新研究的基础是对1995年在北海袭击石油钻井平台的26米高的褶皱波以及2007年在北海石油钻井平台仪器上记录的安德烈波的分析。他还分析了2014年在爱尔兰克莱尔海岸附近的海洋可再生能源发生地区发生的大规模流氓浪潮。

右图:ucd数学与统计学院frédéricindas教授

在起搏器波击中之前,这种高度的波浪被广泛认为是不可能的。它们如何形成仍然是一个谜。

该方程结合了相长干涉和非线性效应。当来自两个或多个波的能量结合起来“堆积”并形成更大的单波时,就会发生组合干扰。

虽然海浪具有主导方向,但在开阔的海洋中,来自其他方向的波形可以到达。在极少数情况下,这些波以有组织的方式或几乎同相地到达,导致一种不寻常的建设性干扰情况,可能使得到的波的高度加倍。

但这个翻倍的高度仍无法解释在北海和其他地方观察到的流氓波的大小。这种差异可以通过海浪的非线性特性来解释,它们不是正弦波 - 意味着在波谷和波峰中都是平滑和一致的 - 而是具有圆形波谷和尖峰。

利用这两个因素,该团队可以模拟波浪如何在不寻常的情况下结合起来产生dra子,和rea和killard流氓波。

他们根据模型运行的模拟几乎完美地匹配了三个真实世界的流氓波的测量值。

“我们通过所谓的定向光谱来描述波场的复杂能量流,”迪亚斯教授说。

“我们所展示的是,通过结合这种光谱的知识和使用解释二阶非线性的数学,我们可以几乎精确地再现测量的流氓波。”

该研究已经成为一种新的流氓波模型的基础,该模型可用于识别非线性效应可能引起波浪的海洋区域,并为未解决的波浪破裂问题提供新的见解。作者希望他们的结果可能最终用于改进船上警告。

流氓波通常在消失之前仅持续20秒左右 - 但这足以危及大型船只。

弗朗西斯科联邦大学,佐治亚理工学院,约翰达德利,法国国家大学和法学院,以及数学和统计学院的sonia poncedeleón和joesph brennan也参与了这项研究。

该论文的标题是 '现实世界的海洋流氓波解释没有调制不稳定'.

通过: 杰米deasy,数字记者,ucd大学关系