• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26.12.2022
НИУ ВШЭ
7 050

В НИУ ВШЭ смоделировали возникновение «волн-убийц» в стоячих волнах

4.6

Исследователи НИУ ВШЭ в Нижнем Новгороде совместно с учеными из Австралии и Японии построили модель, объясняющую неожиданное появление аномально высоких волн на морской поверхности, которые приводят к трагическим последствиям.

В НИУ ВШЭ смоделировали возникновение «волн-убийц» в стоячих волнах / ©Getty images

Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters. Статья получила отметку «выбор редактора», демонстрирующую ее «особую важность, новизну и широту приложения». Исследование выполнено при поддержке Мегагранта правительства России в рамках нацпроекта «Наука и университеты» и гранта РФФИ.

Аномально высокие волны, которые также известны как волны-убийцы, возникают внезапно. Часто именно они становятся причиной трагических инцидентов с кораблями и платформами в открытом море, а также у берегов. В отличие от цунами, возникающих в результате подводных землетрясений или оползней, появление «волн-убийц» не связано с катастрофическими геофизическими событиями. Возникновение аномально высоких волн объясняют физическим механизмом самомодуляции, когда волны без каких-либо внешних воздействий собираются в короткие интенсивные группы, что и приводит к появлению волн неожиданно большой высоты.

Среди пионеров изучения самомодуляции и самофокусировки волн в 1960-х годах были ученые «горьковской школы», сегодня открытые ими эффекты широко используются в современной физике. Результаты нового исследования существенно обобщают область применимости разработанной ранее теории самомодуляции волн, включая аналитические решения – прототипы «волн-убийц». На основе лабораторных экспериментов и прямого численного моделирования исследователи демонстрируют, что встречные волны не ослабляют нарастания «волны-убийцы». Исследование показало, что такие волны могут возникать в полях стоячих волн, которые образуются из-за отражения бегущих к берегу волн от преград: стационарных конструкций, крутых утесов и берегов.

Экспериментальная часть выполнялась в лаборатории Сиднейского университета в специально оборудованном волновом лотке, оснащенном волнопродуктором. Первая последовательность волн, создаваемая подвижной стенкой, пробегала лоток и после отражения от противоположной стенки встречалась со второй последовательностью генерируемых волн. Вторая последовательность содержала затравочное возмущение, по мере движения оно вырастало в короткую группу, содержащую очень высокие волны. Численное моделирование проводилось в рамках полных уравнений гидродинамики, а также в рамках упрощенных, но описывающих ключевые эффекты уравнений. Это позволило промоделировать эволюцию волн на расстояниях, превышающих возможности существующих в мире лабораторных установок.

«Полученный результат достигнут благодаря многолетнему сотрудничеству интернациональных групп. То, что предсказывают приближенные теоретические модели, мы смогли смоделировать на поверхности воды в реалистичных для моря условиях. Предполагаем, что обнаруженный эффект может иметь общий для других физических сред характер», — комментирует один из авторов статьи, ведущий научный сотрудник Международной лаборатории динамических систем и приложений сотрудник Алексей Слюняев. Ученые планируют продолжить исследования родственных эффектов в более сложных волновых конфигурациях (скрещенных волновых систем, волн с разными длинами и иных). 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — одно из крупнейших и самых востребованных высших учебных заведений России, стран СНГ и государств Восточной Европы. В НИУ ВШЭ представлены все уровни образовательной подготовки (от лицея для школьников до аспирантуры и MBA) по широкому спектру направлений в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также творческих специальностей. Научные подразделения ВШЭ — институты, центры, лаборатории, возглавляемые ведущими российскими и зарубежными учеными, ориентированы как на фундаментальные исследования, так и на прикладные разработки по заказам федеральных и региональных органов власти, министерств и ведомств, российских и зарубежных компаний. Высшая школа экономики стабильно занимает высокие места в предметных рейтингах Times Higher Education (THE) и QS, а также является единственным российским университетом в топ-50 рейтингов молодых университетов сразу двух агентств.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 07:07
Мария Азарова

Согласно выводам авторов нового исследования, прием витамина D коррелирует с более низкой вероятностью того, что взрослый мужчина предпримет попытку суицида или членовредительства.

Сегодня, 10:33
Сергей Васильев

Эксперименты показали, что инъекции кисспептина могут возвращать сексуальный интерес и тягу к противоположному полу. Метод успешно работает и на мужчинах, и на женщинах, хотя нуждается в дополнительных испытаниях.

4 февраля
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

31 января
ФизТех

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: