Filter results

9810 resultaten

Bijzondere golven worden veel groter dan het bekende maximum

Kruisende golven blijken extremer dan extreem te zijn. Deze bijzondere diepzeegolven, waar nog weinig over bekend is, kunnen vier keer steiler worden dan voor mogelijk werd gehouden. Dit blijkt uit onderzoek van de TU Delft en andere universiteiten dat vandaag is gepubliceerd is Nature. Lang geleden gingen er verhalen rond over mysterieuze monstergolven die uit het niets leken te ontstaan en zelfs grote schepen omverhaalden. Het mythische karakter werd verleden tijd toen zo’n monstergolf voor het eerst werd vastgelegd bij het Draupner platform in de Noordzee. In 2018 lukte het Ton van den Bremer en zijn collega’s bij de Universiteiten van Edinburgh en Oxford om voor het eerst ooit deze Draupner-golf na te bootsen in het lab. Dit bood hen de kans om de golf nauwkeurig te bestuderen. En dat gaf onverwachte inzichten. Meerdere golven stuwen water omhoog Uit nieuw onderzoek van het onderzoeksconsortium blijkt nu dat dit bijzondere type golf niet breekt op het moment dat het volgens gangbare theorieën zou moeten breken. De verklaring hiervoor ligt in de ontstaanswijze van het monster. Ton van den Bremer, expert op het gebied van vloeistofmechanica bij de TU Delft, licht toe: “De golven die de meeste mensen van het strand kennen rollen vooruit. Het type golf dat wij onderzochten komt voor op open water en ontstaat als er golven vanuit meerdere richtingen samenkomen.” Als deze golven met een hoge directionele spreiding samenkomen wordt het water omhooggestuwd, een staande golf. Een voorbeeld daarvan is een kruisgolf. Hoe ontstaan kruisgolven Onder bepaalde omstandigheden op zee komen golven uit meerdere richtingen voor. Dit kan gebeuren op een plek waar twee zeeën samenkomen, of waar de windplots van richting verandert, zoals in een orkaan. Als golven uit twee richtingen samenkomen ontstaat een kruisgolf, zolang de richtingen maar ver genoeg uit elkaar liggen. Uit het onderzoek blijkt ook dat hoe verder de richtingen uit elkaar liggen, hoe hoger de kruisgolf kan worden. De rollende golven breken bij een bepaald limiet en bereiken dan ook hun maximale steilheid. Het onderzoek laat zien dat golven met een hoge directionele spreiding wel tachtig procent steiler kunnen worden dan dit limiet, voordat ze beginnen te breken. Deze golven kunnen zo bijna twee keer hoger worden dan ‘gangbare golven’ voordat ze beginnen te breken. Rollende golf (l) en golf met hoge directionele spreiding (r). Zwellen terwijl het breekt De onderzoekers stuitten op nog een ander bijzonder fenomeen dat breekt met bestaande theorieën. En dat is ongekend, volgens Van den Bremer: “Als een golf eenmaal begint te breken zie je een witte kop ontstaan, en is er normaliter geen weg meer terug. Maar als een golf met een hoge directionele spreiding begint met breken, kan de golf nog steeds verder groeien.” Het onderzoek laat zien dat deze enorme golven, tijdens het breekproces, nog eens twee keer zo steil kunnen worden, wat al twee keer steiler was dat het oorspronkelijk limiet. Bij elkaar opgeteld kunnen de golven dus vier keer zo steil worden als voor mogelijk werd gehouden. Schade aan offshore constructies De kennis dat golven die uit meerdere richtingen komen wel vier keer groter kunnen worden dan gedacht, kan houvast bieden om bouwwerken in zee veiliger te maken. “De driedimensionaliteit van golven wordt vaak over het hoofd gezien bij het ontwerp van offshore windturbines en andere constructies. Onze bevindingen suggereren dat dit leidt tot ontwerpen die minder betrouwbaar zijn”, zegt Mark McAllister van de University of Oxford, die de experimenten leidde en inmiddels werkzaam als senior onderzoeker bij Wood Thilsted. Dankzij de innovatie verticale sensoren is het mogelijk om nauwkeurige 3D metingen te doen van de golven. Innovatie in 3D-meetmethode De inzichten zijn te danken aan de ontwikkeling van een 3D-meetmethode in het FloWave lab. “De gebruikelijke 2D-methoden om golven te onderzoeken waren niet toereikend”, vertelt Van den Bremer. De onderzoeksgroep ontwierp een nieuwe manier om een 3D-beeld van de golven te krijgen. Ross Calvert van de University of Edinburgh: “Voor het eerst is het gelukt om golfhoogtes te meten met zo'n hoge ruimtelijke resolutie over zo'n groot gebied. Zo konden we veel meer details begrijpen van het complexe breken van golven.” FloWave Ocean Energy Research Facility in Edinburgh. In het ronde bassin van 25 meter kunnen golven vanuit meerdere richtingen kunnen worden gegenereerd. Headerfoto door: Fabien Duboc

Half Height Horizontal

Hoe stormvloedkeringen Nederland veilig en leefbaar kunnen houden

Een veilige en leefbare delta, wie kiest daar niet voor? Stormvloedkeringen spelen hierin een cruciale rol. Toch zijn er veel keuzes die op korte termijn gemaakt moeten worden om de stormvloedkeringen in goede staat en functioneel houden, zodat ze ook op langere termijn de stijgende zeespiegel het hoofd bieden. Een nieuw project ontvangt voor vijf jaar financiering van NWO om de beste wegen naar een leefbare delta te verkennen. Stormvloedkeringen, zoals de Maeslantkering en de Oosterscheldekering, zijn essentieel voor de bescherming van Nederland tegen hoogwater vanaf zee. Het is de vraag hoe lang deze imposante constructies effectief blijven met in het achterhoofd de zeespiegelstijging, veroudering van de keringen en verandering van het omliggende gebied. Op de korte termijn zullen besluiten genomen moeten worden over onderhoud, terwijl op langere termijn gedacht moet worden over aanpassing of vervanging. Keringen en de achterliggende delta Binnen het project SSB-Δ (storm surge barrier delta) gaat een breed consortium uitzoeken onder welke condities de stormvloedkeringen Nederland nog veilig en leefbaar kunnen houden. Het consortium bestaat uit de universiteiten van Delft, Utrecht, en Rotterdam; de hogescholen van Rotterdam en Zeeland; kennisinstituten Deltares en TNO, alsmede Rijkswaterstaat, waterschappen en bedrijven. Bram van Prooijen, associate professor bij de TU Delft, gaat het onderzoek leiden: “Besluiten over de keringen zijn belangrijk voor de hele achterliggende delta. Juist die koppeling moet goed gemaakt worden. We hebben in dit project de kans om verschillende expertises bij elkaar te brengen en elkaar te versterken.” Nu oog voor de lange termijn Het onderzoek gaat daarmee niet alleen over wat de technische levensduur is van de keringen, maar ook over hoe de delta gaat veranderen en hoe de maatschappij hierover denkt. Zo brengen de onderzoekers beter in kaart hoe en wanneer welke beslissingen op korte termijn genomen moeten worden, met oog voor de lange termijn. Van Prooijen haalt het voorbeeld aan van reparaties voor een auto: “Denk aan het vervangen het motorblok. Erg kostbaar onderhoud, maar soms noodzakelijk om de auto veilig te kunnen blijven rijden. Maar is het de investering waard als je volgend jaar een nieuwe auto koopt? Of als je liever met de trein wilt gaan reizen? Voor de stormvloedkeringen zullen belangrijke keuzes gemaakt moeten worden. Wij willen daar een goede basis voor aanleveren.” Gefundeerde keuzes Het onderzoek biedt straks veel meer duidelijkheid over de mogelijke paden naar een leefbare delta en hoe de stormvloedkeringen daarin passen. Van Prooijen: “Dat biedt duidelijkheid, zodat we snellere en beter gefundeerde keuzes kunnen maken. Er worden nu veel proefballonnen opgelaten. Met de uitkomsten van storm surge barrier delta kunnen we bepalen met welke proefballonnen we concreet verder kunnen.” Experts opleiden Een van de stormvloedkeringen die in het onderzoek wordt meegenomen is de Maeslantkering. De verwachting is dat deze nog wel zo’n 50 jaar meegaat. Dat lijkt misschien ver weg, zo redeneert Van Prooijen, “maar de experts die hierover gaan beslissen moeten we nu opleiden. Dat zijn waarschijnlijk de promovendi van dit project.”