Da stormen raste som verst i Nordsj?en f?rste nytt?rsdag 1995, dukket det plutselig opp en b?lge som var mer enn dobbelt s? stor som de andre b?lgene. Den uvanlig h?ye og bratte nytt?rsb?lgen p? 25,5 meter fra bunn til topp sjokkerte ekspertene. Skulle en slik b?lge treffe dekket p? en oljeplattform, kan den gj?re store ?deleggelser. I Mexicogolfen har ekstremb?lger feid plattformdekk til sj?s.
For ? forst? ekstremb?lgene har forskere ved Matematisk institutt ved Universitetet i Oslo de siste seks ?rene kj?rt en rekke eksperimenter i det hydrodynamiske b?lgelaboratoriet i kjelleren i Niels Henrik Abels hus. De har simulert storm i havet og analysert b?lger som er s? krappe at de bryter.
Enkel beregning
Et av de mest oppsiktsvekkende resultatene er en matematisk formel som gir en sv?rt presis beskrivelse av b?lgekreftene.
– V?r formel funker og gir den beste matchen. Dette er en formel som gj?r det enkelt ? bestemme maksimumshastigheten i en b?lge, forteller forsker Atle Jensen ved Matematisk institutt.
Formelen er s? enkel at man kan beregne den for h?nd. For ? beregne b?lgehastigheten trenger ingeni?rene ikke ? forholde seg til annet enn b?lgeh?yden og b?lgelengden.
– Formelen gj?r det mulig ? lage bedre og mer n?yaktige analyser av b?lgefeltene som p?virker oljeplattformene.
Gammel formelfeil
Formelen som oljeindustrien bruker i dag, underestimerer b?lgene med opptil 50 prosent.
For ? kompensere feilen m? oljeindustrien derfor justere en rekke parametre ved ? teste modellen i havbassenget ved Norsk Marinteknisk 澳门葡京手机版app下载sinstitutt i Trondheim.
Man kan ogs? bruke ikke – line?re beregninger for ? finne gode estimater for b?lgehastigheten. Men slike beregninger krever flere dagers kj?ring p? datamaskinen. Med den nye formelen kommer svaret med én gang.
Den nye formelen er tidligere brukt til periodiske b?lger, men matematikerne har n? vist at den ogs? gjelder for ikke-line?re, asymmetriske og brytende b?lger.
Viktig bidrag
M?let til Atle Jensen er at formelen skal kunne brukes i oljeindustrien. Sjefsingeni?r Arne Nesteg?rd i Det Norske Veritas, som har ansvar for hydrodynamikk, sier at de vurderer ? ta med formelen i en sikkerhetsguide for design av oljeplattformer.
– Formelen er meget interessant og er et viktig bidrag fordi den er sentral i beregninger av b?lgekrefter som p?virker plattformer. Formelen viser h?yere hastigheter enn dem man har brukt s? langt. Vi m? derfor g? inn og vurdere forskjellen p? denne formelen og dem vi har fra f?r, sier Nesteg?rd.
Avansert eksperiment
For ? komme i m?l har matematikerne kj?rt flere tusen forskjellige b?lger i eksperimenter i den 25 meter lange b?lgetanken i b?lgelaboratoriet. De har s? plukket ut de 62 mest krappe b?lgene.
Forskerne analyserte hastighetene i b?lgene ved ? blande inn 50 mikrometer store partikler i vannet. Disse partiklene har den samme tettheten som vann.
H?yhastighetsvideo ble brukt til ? filme forflyttingen av partiklene. En laser lyste opp sporingsstoffet i vannet. I l?pet av ?tte sekunder ble det tatt opptil 8000 bilder av b?lgefeltet.
Ved ? sammenlikne bildene regnet forskerne ut presise m?linger av hastighetsfeltene i b?lgene. En av oppdagelsene deres var at b?lgehastigheten ?verst i b?lgen er dobbelt s? stor som tidligere m?linger har vist.