Vad gör att fartyg mystiskt saktar ner eller till och med stannar när de färdas, även om deras motorer fungerar som de ska? Detta observerades första gången 1893 och beskrevs experimentellt 1904 utan att alla hemligheterna bakom detta "döda vatten" förstods. Ett franskt lag har förklarat detta fenomen för första gången. Kredit:Morgane Parisi -StudioBrou.com
Vad gör att fartyg mystiskt saktar ner eller till och med stannar när de färdas, även om deras motorer fungerar som de ska? Detta observerades första gången 1893 och beskrevs experimentellt 1904 utan att alla hemligheterna bakom detta "döda vatten" förstods. Ett tvärvetenskapligt team från CNRS och University of Poitiers har förklarat detta fenomen för första gången:hastighetsförändringarna i fartyg som är fångade i dött vatten beror på vågor som fungerar som ett böljande transportband på vilket båtarna rör sig fram och tillbaka. Detta arbete publicerades i PNAS den 6 juli, 2020.
År 1893, den norske upptäcktsresanden Fridtjof Nansen upplevde ett märkligt fenomen när han reste norr om Sibirien:hans skepp bromsades av en mystisk kraft och han kunde knappt manövrera, än mindre ta upp normal hastighet. 1904, Den svenska fysikern och oceanografen Vagn Walfrid Ekman visade i ett laboratorium att vågor som bildas under ytan i gränsytan mellan saltvatten- och sötvattenlagren som bildar den övre delen av detta område av Ishavet samverkar med fartyget, genererar motstånd.
Detta fenomen, kallas dött vatten, ses i alla hav och oceaner där vatten med olika täthet (på grund av salthalt eller temperatur) blandas. Det betecknar två dragfenomen som observerats av forskare. Den första, Nansen vågskapande drag, orsakar en konstant, onormalt låg hastighet. Den andra, Ekman vågskapande drag, kännetecknas av fartsvängningar i den fångade båten. Orsaken till detta var okänd. Fysiker, experter inom flödesmekanik, och matematiker vid CNRS Institut Prime och Laboratoire de Mathématiques et Applications (CNRS/Université de Poitiers) har försökt lösa detta mysterium. De använde en matematisk klassificering av olika interna vågor och analys av experimentella bilder i subpixelskalan, en första.
Vy över experimentupplägget Genom att använda större tankar än vanligt, forskarna visade att den laterala inneslutningen som ålagts av parametrar satta för snävt, eller genom hamnar och slussar, förvärrar båtarnas dynamiska svängningar. Kredit:© Pprime (CNRS) &LMA (CNRS/Université de Poitiers)
Detta arbete visade att dessa hastighetsvariationer beror på genereringen av specifika vågor som fungerar som ett böljande transportband på vilket fartyget rör sig fram och tillbaka. Forskarna har också stämt av observationerna från både Nansen och Ekman. De har visat att Ekmans oscillerande regim bara är tillfällig:fartyget slutar fly och når konstant Nansen-hastighet.
Detta arbete är en del av ett stort projekt som undersöker varför, under slaget vid Actium (31 f.Kr.), Cleopatras stora skepp förlorade när de mötte Octavianus svagare fartyg. Kan Actiumbukten, som har alla egenskaper hos en fjord, har fångat drottningen av Egyptens flotta i dött vatten?
Så nu har vi en annan hypotes för att förklara detta rungande nederlag, som i antiken tillskrevs remoras, "suckfish" fäst vid deras skrov, som legenden säger.
