Nesten alle nordmenn har et forhold til kysten. Vi ser og opplever havet og bølgene som slår mot fastlandet. Likevel er bevegelsene i vannet kompliserte å forstå og beskrive naturvitenskapelig. Derfor er det fortsatt mye vi ikke vet.
Alt av skipsfart og offshore-teknologi kan tjene på mer kunnskap, mener Atle Jensen, som er professor i fluidmekanikk ved Universitetet i Oslo (UiO).
– Og det er viktig for sikkerheten til havs, legger han til.
I flere år har han vært pådriver for å skaffe et tredimensjonalt bølgebasseng for å forstå mer av bevegelsene i vannet. Nå står det klart på Blindern i Oslo.
To eller tre dimensjoner
Herman Martens Meyer jobber med det nye bassenget og tar doktorgrad i fluidmekanikk.
– Det første jeg skal gjøre, er å karakterisere det vi ser. Så skal jeg sjekke at kommandoene vi gir, stemmer med det som skjer i bassenget. Jeg skal også se på forskjeller mellom eksperimenter gjort i to dimensjoner i det gamle bølgelaboratoriet og det tredimensjonale laboratoriet vi har nå.
Meyer er også interessert i hva som skjer når bølger bryter. En bølge bryter når energien bygger seg opp til mer enn den klarer å holde. Dette skjer for eksempel når mange lange bølger tar igjen de korte. Lange bølger beveger seg nemlig raskere.
– Det er ikke sikkert det er noen forskjell på bølgebrytning i to og tre dimensjoner, sier Jensen, som veileder Meyer.
– Men det vet vi ikke, kontrer Meyer.
Bølgelab'en Hydrolab
Bassenget åpnet 6. juni 2024. Nå er det grundig testet og klart til bruk av studenter, forskere og eksterne samarbeidspartnere.
Det gamle bølgelaboratoriet er todimensjonalt. Dette bassenget ble satt opp i 1966 og har bidratt til mye innsikt.
Det nye bassenget er tredimensjonalt. Det betyr at bølgene for eksemepel kan krasje med hverandre. Det gjør det mulig å skape mer realistiske forhold.
Det største bassenget er på 140 kvadratmeter og rommer 100.000 liter vann. Det vil si at vannet er 0,7 meter dypt, målt uten bølger.
Selve laboratoriet er oppkalt etter Carl Anton Bjerknes, Vilhelm Bjerknes' far. Han var professor i matematikk og forsket blant annet på krefter mellom legemer i væsker.
Les mer om hydrodynamikklaboratoriet her (engelsk nettside).
Tsunamibølger
Jensen forklarer at lange bølger på stort dyp beveger seg ekstremt raskt. Det er ikke selve vannmassen som beveger seg, men forplantningen i overflaten.
– En tsunamibølge kan bevege seg opp mot 800 kilometer i timen, forklarer Jensen.
Mange tar ikke innover seg at de er så raske.
En bølge som beveger seg raskt, med mye energi, har også stort skadepotensial. Likevel er det de vanlige bølgene vi vet minst om.
Ønsker seg vindgenerator
Jensen understreker at ett av målene med den nye laben er å lage bølgemodeller som er mer realistiske enn det som har vært mulig tidligere. I tillegg vil klimaendringer gjøre det nødvendig med nye analyser.
– Vi får kraftigere bølger på grunn av mer varme og ekstremvær, sier han.
På ønskelisten hans over utstyr som kan styrke slik forskning, er en vindgenerator. Da kan forskerne se hvordan vind bidrar til å skape, og endre, bølger. Det blir også mulig å studere hvordan luft blandes inn i vannet og hvordan vanndråper spres i luften. Begge deler kan påvirke klimasystemet, og det er et aktivt fagfelt.
Bølgekraftanlegg er testet
Jensen forteller at de allerede har testet et bølgekraftanlegg for en oppstartsbedrift.
– Det virket, sier han. Dette var et proof of concept, så det viktige var å teste at energioverføringen stemmer, forklarer han.
– Det er noe av det fine med et så stort basseng: Vi kan sette inn store objekter. Det gjør at vi kan bruke bassenget til veldig mye forskjellig.
Billigere å teste enn å regne ut
En utfordring med bølgemodellering er at bølger opererer på svært fine skalaer i tid og rom. Det koster mye regnekraft å simulere dem.
– Derfor er det billigere å teste ting i en bølgelab enn å regne det ut på en superdatamaskin, mener Jensen.
En bølgesimulering koster flere tusentalls -timer.
Metoden for å studere hvordan vannet beveger seg, er enkel. Bakerst i bassenget er det 14 store plater, kalt bølgegeneratorer. I den andre enden er det en bølgedemper som består av et nettverk som effektivt lager turbulens og dermed «pulveriserer» bølgen.
For å se bevegelsene i vannet, er det satt opp fire undervannskameraer. I vannet er det små partikler som kameraet kan filme i sanntid.
Tanken er stor, laget av glass og syrefast stål, med mulighet til å se alt fra siden, over og under selve tanken. Bassenget rommer 100.000 liter vann.
Fremover har Jensen og Meyer planlagt flere tester. Blant annet skal en masterstudent se hvordan isfjell beveger seg, og påvirkes, av bølger i tre dimensjoner.
Men det er én ting som er Jensens store drøm:
– Jeg har veldig lyst til å studere hvordan turbulens oppstår i havet.
Samtidig håper han at også andre vil fatte interesse for laboratoriet.
– Det har stort potensial.
Artikkelen ble først publisert på Titan.uio.no
Droneangrep rammet Zaporizjzja: – Å angripe atomanlegg er som å leke med ild
