Surfen op een supersonische schokgolf

Schokgolven zijn niet je gewone soort geluidsgolf. Ze komen voor in lucht wanneer de snelheid van het gas verandert met meer dan de snelheid van het geluid, meestal wanneer ze worden geduwd door een vast lichaam. Wanneer dat gebeurt, kunnen geluidsgolven niet ontsnappen en vormen zo een gebied met hoge druk dat het schokfront wordt genoemd.

Het is moeilijk voor te stellen waarom schokgolven nuttig kunnen zijn, maar de taak wordt vandaag een beetje gemakkelijker gemaakt door Nick Parziale van het California Institute of Technology in Pasadena en een paar vrienden die uitleggen hoe je erop kunt surfen.

Om het fenomeen te bestuderen, plaatsten ze twee nylon ballen, de ene kleiner dan de andere, in een supersonische windtunnel en beschoten ze met een supersonisch schot van lucht dat met Mach 4 reisde. Vervolgens filmden ze de resulterende schokgolf met een techniek die bekend staat als Schlieren-fotografie

De ballen beginnen elkaar te raken, maar beginnen onmiddellijk te scheiden. Wat interessant is, is dat het traject van de kleinere bal de boeggolf volgt die door de grotere bal wordt gecreëerd. Met andere woorden, de kleinere bal surft op de schokgolf die door zijn grotere partner wordt gecreëerd.

Parziale en co hebben ook een 3D-computermodel van de beweging gemaakt waarin ze de baan van de ballen berekenen door de aerodynamische krachten uit te rekenen die op elk moment op hen inwerken. Ze zeggen dat het effect zeer gevoelig is voor de vorm en geometrie van het systeem, voor het geval je eraan denkt om naar je surfplank te grijpen.

Ze publiceren de resultaten in de vorm van een video voor de 2010 APS Gallery of Fluid Dynamics.

Als je je afvraagt ​​waarom iemand geïnteresseerd zou zijn in dit soort fenomenen (anders dan uit pure nieuwsgierigheid), komt shockwave-surfen regelmatig voor in de natuur wanneer een object dat met supersonische snelheid beweegt uiteenvalt. Een bekend voorbeeld is het uiteenvallen van meteorieten, wanneer de kleinere vurige fragmenten op de schokgolf van het primaire lichaam surfen en een soort 3D-beeld van de boeggolf creëren.

Referentie: arxiv.org/abs/1010.3248 : Experimenteel onderzoek van schokgolfsurfen

Videos: arxiv.org/src/1010.3248v2/anc

zich verstoppen