Sörf şampiyonları, akıcı bilim adamlarını yakalarken dalgaları başarılı bir şekilde dönüştürdüler!
("MIT Technology Review" APP'nin Çince ve İngilizce sürümü artık çevrimiçi ve yıllık aboneler her hafta teknoloji İngilizcesi dersini canlı yayınlıyor ve ayrıca bir teknoloji İngilizce öğrenme topluluğu da var ~)
1966 yapımı "The Endless Summer" filminde iki sörfçü, akıllarındaki mükemmel dalgaları bulmak için dünya turuna çıktı. Aslında, iyi sörf dalgaları gerçekten nadirdir ve tüm güçler bir araya toplansa bile, bu tür "sihir" kısa ömürlüdür.
Çok az kumsal, dalgalanan dalgaları sörfçüler için ideal sörf dalgasının alt sınırına dönüştürebilir. Sadece bu değil, aynı zamanda öngörülemeyen dalgalar, boyutları, açıları, döngüleri ve değişen rüzgar ve dalgalar birbirleriyle etkileşime girerek mükemmel anlamına gelir. Çok az sörf fırsatı var.
Ve en yakın plaja 175 kilometre mesafedeki merkezi Kaliforniya'daki bir çiftlikte, bir sörf şampiyonu ve bir sıvı mekaniği uzmanı bu durumu değiştirmek için bir araya geliyor: En mükemmel dalgaları dönüştürmek istiyorlar.
700 metre uzunluğundaki insan yapımı bir gölde, "adında iyi tasarlanmış bir gölü sürükleyen bir sistem tasarladılar" Hidrofoil "Metal bıçak. Bilim insanları, süper bilgisayarların yardımıyla, gölün dibini kasıp kavuran dalgaları tekrar tekrar doğaüstü mükemmel sörf dalgalarına dönüştürmek için makineyi hassas bir şekilde kontrol ediyor. .
Uçucu okyanusa uzun süredir alışkın olan profesyonel sörfçüler, Adam Fincham ve Kelly Slater tarafından sunulan büyülü dalgalar karşısında şok oldular. Adam, Güney Kaliforniya Üniversitesi'nde araştırmacı ve Kelly, benzeri görülmemiş on bir dünya şampiyonluğu kazandı.
Geçtiğimiz Eylül ayında, 18 profesyonel sörfçü Future Classic'e katılmak için Surf Ranch adlı bir yere geldi. Bu yarışmanın amacı, halka açık olmayan bu havuzun dünya çapında düzenlenen Dünya Sörf Ligi (WSL) Şampiyonası Turu için bir mekan olarak uygun olup olmadığını değerlendirmektir. Bu simülasyon Dünya Sörf Federasyonu sponsorluğundadır ve milyarder Dirk Ziff'in ortak sahibi olduğu profesyonel bir sörf yönetimi ekibi tarafından yönetilmektedir. Bu ekip, her sörf eylemini ve ağır çekim oynatmayı büyüten hakemler, spikerler ve dev ekran monitörlerinden oluşmaktadır. Bu yılki Dünya Şampiyonası'nda 15. sırada yer alan Adrian Buchan, "Sörfçüler için yarattıkları güzel anılar ve yapay sörf dalgaları rakipsiz." Dedi.
Figür | Profesyonel sörfçü Matt Wilkinson, yapay sörf çiftliği dalgasına daldı
Fincham'ın meslektaşları bu yapay dalgadan sörfçüler kadar etkileniyor. Almanya'daki Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nden çevresel akışkanlar mekaniği alanında uzman bir makine mühendisi olan Olivier Eiff, dalgaları inceleyen bilim adamlarının olağan endişelerinin dalgaların erozyon etkileri, deniz ile hava arasındaki gaz değişimi ve kıyı yapıları olduğuna inanıyor. Meslektaşlarından hiçbiri, akışkanlar dinamiğinde göz korkutucu bir zorluk olan yapay dalgalar üzerinde çalışmıyor gibi görünüyor. Eiff, "Bu inanılmaz bir iş. Bu son derece karmaşık soruna kimin meydan okumaya cesareti olduğunu bilmiyorum" dedi.
Tüm dünyada benzer insan yapımı dalga havuzları inşa edilebilirse, sörf çiftliğinin destekçileri sörfü temelden değiştirebileceklerini umuyorlar.
Sörf blogosferinde, "Kelly'nin dalgaları" ile ilgili birçok endişe su yüzüne çıktı. Yapay dalgaların sörfün doğal cazibesini ortadan kaldıracağından ve bir grup acemi acemi yetiştirebileceğinden endişe ediyorlar, çünkü Bu grup insanın varlığı okyanusun geri kalanını daha da sıkıştıracak. Ancak taraftar sayısı muhaliflerin sayısını çok aşıyor. 1968'de Hawaii, Kailua'nın dünya şampiyonu Fred Hemmings, "Little Rock, Arkansas'tan dünyanın en iyi sörfçüsünü gördüğüm gün büyük bir devrimin başlangıcıydı" dedi.
"Yaptığınız şey konusunda tutkulu değilseniz, o zaman öncekilerden farklı başarılara sahip olmayacaksınız." - Kelly Slater, Sörf Dünya Şampiyonu
Sörf için kullanılan dalga havuzu, 50 yıldan daha eski bir tarihe kadar izlenebilir, ancak okyanus sörfünün tarihi ile karşılaştırılamaz. Okyanusta, rüzgar ve dalgaların ürettiği yüzey çekim dalgaları derin suda yuvarlanır ve yalnızca suyun derinliği birbirini izleyen dalga tepeleri arasındaki mesafenin (dalga boyu) yaklaşık yarısı olduğunda, okyanusun dibi veya sığ alanlarla etkileşime girer. Aşağıdaki üç şey şunlardır: dalga boyu kısalır, dalga yüksekliği artar ve dalga tepesi çukurdan daha hızlı hareket eder. Dalga yüksekliği su derinliğiyle yaklaşık olarak aynı olduğunda, sürekli dalga kırılır ve sörfçü sörf yapabilir.
Alt sınır tam sağdaysa ve rüzgar karadan okyanusa doğru eserse veya hareket etmiyorsa, bir dalgalanma sola ve sağa eşit olarak ayrılan kırılan bir dalga haline gelir ve beyaz su dalganın yüzeyinde pürüzsüzce kapalı bir perde gibi hareket eder. Daha dik dalgalar, yetenekli sörfçülerin birkaç saniyeliğine kaymasını sağlayan bir namlu oluşturabilir. 30 saniyelik bir dalga yolculuğu çok uzundur ve çok az yer bu tür boru şeklindeki dalgaları sürekli olarak sağlayabilir.
2006 yılında dünyanın en ünlü sörfçüsü Slater, Fincham ile iletişime geçmeye başladı ve Fincham, bir havuzda doğayı simüle etmenin zorluğunu kabul etti. Jamaika'da büyüyen ve sadece Güney Kaliforniya Üniversitesi'ne geldiğinde sörf yapmaya başlayan Fincham, "Kim olduğunu bilmiyorum" dedi. Bu araştırmayı yapmak için Slater kendi şirketini kurdu ve kısa sürede Fincham'ı işe aldı.
Şekil | Güney Kaliforniya Üniversitesi'nde bir akışkanlar mekaniği uzmanı olan Adam Fincham ve sörf şampiyonu Kelly Slater, dalgaları iyileştirmek için süper bilgisayar simülatörleri kullandı
Fincham, birçok olağanüstü fikirleri ve güçlü iradesi olan bir adamdır. Dönen tabakalı sıvılarda sistem türbülansını azaltmak için dijital parçacık görüntüleme hız ölçümü kullanan lazer teşhisi gibi ezoterik konularda makaleler yayınladı. Ancak Slater, hem kendisinin hem de Fincham'ın obsesif-kompulsif bozukluğu olduğunu söyleyerek şaka yaptı: "Yaptığınız şey konusunda tutkulu değilseniz, o zaman diğerlerinden farklı başarılara sahip olmayacaksınız."
Laboratuvar havuzlarında üretilen dalgalar genellikle sadece birkaç santimetre yüksekliğindedir ve bu, sonuçları güvenilir bir şekilde tahmin edebilen doğrusal denklemlerle simüle edilebilir.
Daha büyük bir dalgalanmayı simüle etmeye çalışırken, türbülans, ince ve yavaş hareket eden laminer akış (sınır tabakası) ve tüm su kütlesinin salınımlarını (seiching olarak adlandırılır) içeren dik dalgalar yoluyla doğrusal olmayan kuvvetleri serbest bırakmak gerekir. . Eiff, "Doğrusal olmama her yerde" dedi, bu da yapay dalgalar yaratmayı son derece zorlaştırıyor.
Dalgaları yeniden şekillendirmek için derinlemesine ilgili bilimsel literatür mevcut değildir. Fincham ve Slater'ın ABD patent başvuruları, her ikisi de 1870'lerde ünlü fizikçiler / matematikçiler tarafından yazılmış dalgalar üzerine yalnızca iki makaleye atıfta bulundu. Bu nedenle, sörf dalgaları ile ilgili patentlere ek olarak, Fincham ve Slater diğer patentlerin çoğu kendilerine güveniyor.
Deneyleri laboratuvardaki bir dalga kutusunda başladı. Pek çok dalga havuzu, suyu havaya etkili bir şekilde atmak için kürekler, pistonlar, kesonlar veya diğer yöntemleri kullandığında, Fincham'ın ekibi kısmen suya batırılmış bir hidrofoil tasarladı. Bu hidrofoil havuzdan geçtiğinde, suyu yana doğru iter (yukarı doğru değil) ve sonra geri çekilerek bir miktar suyun "geri kazanılması" için bir dalga oluşturur. . Bu sürecin sonucu, açık okyanustaki tek bir dalgalanmayı simüle eden fizikçilerin gözündeki soliton dalgası veya solitondur.
Şekil | Her ızgara hava ve suyu temsil eder, Fincham ekibi her bir ızgarayı ve aralarındaki etkileşimi hesaplar. (KAYNAK: ADAM FINCHAM VE ALEX POIROT)
Ardından Slater'in sörf deneyimi dikkate alındı. Dedi ki: "Nasıl bir dalgalanma oluşturulur, bu Fincham'ın işi ve benim işim dalgaları kırmanın bir yolunu bulmak." Dalgayı bir sörf dalgasına dönüştürmek için sığ bir resif veya doğru bir şekil kullanmanız gerekir. Ekip, havuzun dibinin şeklini ince ayarlamak için Slater'in yatırımına ve simülasyonu tamamlamak için haftalar süren çok sayıda paralel süper bilgisayara güvendi. Simülasyonda dalga, hava ve suyu temsil eden milyonlarca küçük ızgaradan oluşan bir ızgaradır.
Her ızgaranın hesaplanması ve nasıl etkileşime girdiği, dalganın bir yüzey ve hacim oluştururken evrimini simüle eder. USC'de bir akışkanlar mekaniği uzmanı olan Geoffrey Spedding, bu hesaplamayı "matematiksel olarak korkunç" olarak nitelendirdi. Fincham ile işbirliği yaptı, ancak çok az girdi.
Fincham'ın ekibi daha sonra laboratuvarın araştırmasının sonuçlarını, aslında yapay bir su kaydırağı gölü olan dikdörtgen bir yüzme havuzu olan bir sörf çiftliğine aktardı. Hidrofoil, suyun birkaç metre derinliğine yerleştirilmiştir ve dikey olarak yerleştirilmiş güdük, kavisli, güdük bir uçak kanadı olarak düşünülebilir. Birkaç tren vagonu büyüklüğünde bir şeye tutturulmuştu ve 150'den fazla kamyon lastiği ve halat yardımıyla havuz boyunca saatte 30 kilometre hızla düştü. Bu, 2 metreden yüksek tek bir dalga oluşturabilir. Havuzun dibinin esnekliği bir yoga matı gibidir ve farklı kısımlarda farklı eğimler vardır.Tek dalganın ne zaman ve nasıl kırılacağını dip kontur belirler. Bu patentler ayrıca dalgaların boyutunu ve şeklini farklı sörf seviyelerine uyacak şekilde ayarlayabilen hidrofoil tahriki açıklar.
Hidrofoil havuz üzerinde hareket ederek sağdan sola doğru kırılan bir dalga oluşturur. Büyük drenaj hendeği, drenajı azaltabilen ve havuz sınırının geri tepmesini sınırlayan bir tampon görevi görür, ancak seviyeyi sakinleştirmek 3 dakika sürer. Daha sonra, hidrofoil havuzda aşağı doğru hareket ederek ters yönde kırılan bir dalga oluşturur. Bu şekilde oluşturulan su rulosu 50 saniyeye kadar kaymaya izin verebilir ve dalgalar geniş su yüzeyi ile rulo yüzeyi arasında sürekli değişmektedir. Eylül ayında bir maçta izleyiciler Stephanie Gilmore'u çılgınca alkışladı çünkü altı kadın şampiyonasını kazandıktan sonra karşısında şok edici bir 14 saniye geçirdi.
Olimpiyat organizatörleri, yeni yarışma biçimleri sağlamanın yanı sıra, bu yapay dalgaların üst düzey sörfçüler için bir eğitim platformu olarak da kullanılabileceğini ve ayarları değiştirerek yeni başlayanlar tarafından da kullanılabileceğini fark ettiler. WSL'nin arkasındaki ana şirketi, Slater'in yapay dalga şirketinin öz sermayesini satın almaya karar vermeye iten işte bu ticari potansiyeldir.
Bazı insanlar bu yeni projenin arkasındaki milyonlarca dolarlık ticari değeri gördü . Kaliforniya, San Diego'da bir mucit olan Tom Lochtefeld, "Dalgalar harika ve muhteşem. Herkes kesinlikle sörf yapmaya isteklidir. İnsan yapımı sörf dalgaları, evrimleşmiş bir dinozor gibidir" dedi. Wave Loch şirketi, snowboard'a benzeyen FlowRider'ı üretiyor. , Su üzerinde kayabilen bir tahta.
Lochtefeld, hidrofoil çözümünün çok fazla mekanik elemana sahip olduğuna inanıyor, "bu çok fazla arıza getirecek, çünkü çok fazla enerji transferi ve hareketli su var, havuz kolayca çökecek." Bunun karlı bir proje olmayacağını düşünüyor. Lochtefeld'in hesaplamalarına göre, yapay sörf dalgası projesinden yararlanmak için her 10 saniyede en az bir dalga veya yılda en az bir milyon dalga gereklidir. Wavegarden, normal bir sörf tahtasının altında okyanus benzeri dalgalar üreten bir İspanyol şirketidir.İki yerde halka açıktır ve her 4 saniyede bir dalga üretebileceklerini iddia etmektedirler.
WSL holding şirketi, bu projeye ne kadar yatırım yaptığını veya sörf çiftliğinin işletme maliyetlerini açıklamayacağını ve yapay sörf teknolojisinin kendisini satmayı planlamadığını söyledi. Şirket, profesyonel yarışmalar düzenlemenin yanı sıra oteller, konser salonları ve perakende satış mağazalarının yer aldığı bir sörf parkı inşa etmeyi umuyor.
Şekil | Surfing Wave'in arkasındaki şirket, oteller, perakende mağazaları ve konser salonları da dahil olmak üzere bir gün etrafına bir tatil yeri inşa etmeyi umuyor. (Kaynak: KELLY SLATER WAVE COMPANY)
Slater, zengin sörfçülerin, dünya çapında Discovery Land Company tarafından kurulan üst düzey golf topluluklarına benzer şekilde, insan yapımı sörfün yakınında lüks özel tatil köyleri satın almak isteyebileceğine inanıyor. Fincham ve ekip üyeleri, farklı mercan resiflerini test etmek, dalgalanmaların boyutunu artırmak ve rüzgarı kontrol etmek için dev fanlar kullanmak dahil olmak üzere teknolojide yeni ilerlemeler kaydetti.
Fincham, bir gün daireler çizerek kaymasına ve daire çizmesine izin veren bir dalga gibi hayal edilemeyen bir sörf dalgası olabileceğini tahmin ediyor. Dedi ki: "Bizim zaten mükemmel doğal dalgalara sahibiz, ki bu harika, ama ya neredeyse doğaya aykırı olan doğaüstü bir fenomen?"
Aslında doğaüstü bir şey yarattılar. Sörf çiftliğini ziyaret edecek kadar şanslı olan ve dalgaları nasıl kıracaklarını gören insanlara sorun. Dün gördüklerini arkadaşlarıyla paylaşmaktan heyecan duymuyorlar, yarın gördüklerini konuşuyorlar.
