PL 
EnglishDomyślny
Українська🌊 Dynamika fal
Fale oceaniczne z widmem JONSWAP, propagacja martwej fali, ruch statku i dyspersja fal.
O tej symulacji
Ten symulator sumuje pięć harmonicznych fal w nieregularną powierzchnię morza, rozwiązuje pełną zależność dyspersyjną ω² = gk·tanh(kd) metodą iteracji Newtona, aby uzyskać dokładną długość fali i prędkość na dowolnej głębokości, oraz wyprowadza stan morza bezpośrednio z widma JONSWAP — tego samego modelu, którego oceanografowie używają do opisu mórz wzburzonych przez wiatr. Kadłub statku unoszący się na powierzchni kołysze się pionowo i przechyla w rytm okresu fali, a wskaźnik Rezonans zapala się na czerwono dokładnie wtedy, gdy własny okres kołysania statku niebezpiecznie pokrywa się z dominującym okresem fali — realne zagrożenie, przed którym zabezpieczają się architekci okrętowi.
🔬 Co pokazuje
Animowana powierzchnia oceanu zbudowana z sumowanych harmonicznych fal, po której realistycznie porusza się statek (kołysząc się pionowo i przechylając), oraz panel widma energii JONSWAP poniżej, pokazujący dokładnie, które częstotliwości dominują w danym stanie morza i gdzie znajduje się częstotliwość szczytowa fp.
🎮 Jak korzystać
Dostosuj istotną wysokość fali Hs, okres szczytowy Tp, głębokość wody i długość statku, albo przejdź do gotowego ustawienia (Spokojne, Umiarkowane, Wzburzone, Sztorm), aby zobaczyć, jak na żywo aktualizują się długość fali, prędkość fazowa, prędkość grupowa, kołysanie statku, stan morza i ostrzeżenie o rezonansie.
💡 Czy wiesz, że...
Długa martwa fala z odległego sztormu zawsze wyprzedza postrzępione morze wiatrowe blisko swojego źródła, ponieważ prędkość grupowa na wodzie głębokiej rośnie wraz z długością fali — dłuższe fale przenoszą energię szybciej, dlatego gładka, kołysząca martwa fala docierająca do wybrzeża często pojawia się na długo przed sztormem, który ją wywołał.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest zależność dyspersyjna?
To równanie ω² = gk·tanh(kd), które łączy częstotliwość fali z liczbą falową i głębokością wody. Wyjaśnia ono, dlaczego dłuższe fale poruszają się szybciej na wodach głębokich oraz dlaczego wszystkie fale zbliżają się do tej samej prędkości na płytkiej wodzie √(gd) w miarę zbliżania się do brzegu.
Czym jest widmo JONSWAP?
To statystyczny model opisujący rozkład energii fal w zależności od częstotliwości w morzu generowanym przez wiatr, opracowany na podstawie pomiarów wykonanych podczas Joint North Sea Wave Project. Częstotliwość szczytowa fp wyznacza dominujący okres fali, a scałkowanie całego widma daje istotną wysokość fali Hs.
Czym jest rezonans kołysania statku i dlaczego jest niebezpieczny?
Statek zachowuje się jak układ sprężyna-masa-tłumik z własnym okresem kołysania pionowego. Jeśli ten okres pokrywa się z dominującym okresem fali, ruch pionowy statku może dramatycznie się nasilić nawet na umiarkowanie wzburzonym morzu — wskaźnik „Rezonans” w tej symulacji sygnalizuje dokładnie takie niebezpieczne dopasowanie.
Dlaczego martwa fala dociera przed sztormem, który ją wywołał?
Na wodach głębokich prędkość grupowa (prędkość, z jaką faktycznie przemieszcza się energia) jest proporcjonalna do długości fali, więc najdłuższe fale wytworzone przez odległy sztorm wyprzedzają krótsze, bardziej postrzępione fale i docierają do wybrzeża jako pierwsze — często na wiele dni przed samym sztormem.
Jaka jest różnica między falami na wodzie głębokiej a płytkiej?
Na wodzie głębokiej (głębokość znacznie większa niż połowa długości fali) fale nie „czują” dna i poruszają się z prędkością √(g/k). Na wodzie płytkiej (głębokość znacznie mniejsza niż jedna dwudziesta długości fali) dno bezpośrednio kontroluje prędkość poprzez √(gd) — dlatego fale zwalniają i stromieją w miarę zbliżania się do brzegu.