Chiêm ngưỡng sóng thần giả lập như thật trong phòng thí nghiệm

Các nhà khoa học thuỷ lực đã tạo ra máy giả lập sóng thần giống thật nhất thế giới. Điều này cho phép họ tái tạo sức mạnh đáng sợ của sóng thần trong phòng thí nghiệm. Máy giả lập sóng thần đã được sử dụng để tái tạo những cơn sóng đáng sợ nhất lịch sử, bao gồm trận sóng 2004 tại Ấn Độ Dương và trận sóng năm 2011 đã quét qua Nhật Bản.

Sau khi xây dựng hoàn thiện máy giả lập thế hệ thứ 3 tại phòng nghiên cứu tại Oxfordshire, Wallingford’s Fast Flow Facility, các nhà nghiên cứu đã có thể nghiên cứu tác động của hiện tượng này lên các khu vực đô thị lần đầu tiên.

Các nhà khoa học thuỷ lực đã tạo ra máy giả lập sóng thần giống thật nhất thế giới.

Các nhà nghiên cứu tại EPICenter thuộc Đại học London và HR Wallingford đã dự định điều tra về các biện pháp bảo vệ bãi biển và tình trạng các khu vực đô thị sau sự kiện sóng thần. Việc hiểu về các yếu tố của thảm hoạ này có khả năng giúp cải thiện cách đối phó với thảm hoạ toàn cầu.

Sau khi xây dựng hoàn thiện máy giả lập thế hệ thứ 3 tại phòng nghiên cứu tại Oxfordshire, Wallingford’s Fast Flow Facility, các nhà nghiên cứu đã có thể nghiên cứu tác động của hiện tượng này lên các khu vực đô thị lần đầu tiên.

Phiên bản mới nhất của máy giả lập sóng thần, sau phiên bản thứ nhất năm 2008 và một phiên bản thứ hai, sử dụng hệ thống kênh dài 70 mét rộng 4 mét. Để tạo ra sóng thần ở tỉ lệ 1:50, máy sử dụng tới 70.000 lít nước. ‘Sóng thần có huỷ diệt kiến trúc các toà nhà, tuy nhiên chúng ta vẫn chưa hiểu cách mà các lực phương ngang mạnh mẽ mà sóng thần tạo ra phá huỷ các công trình,’ theo giáo sư Tiziana Rossetto, giáo sư nghiên cứu động đất và giám độc UCL EPICenter, người đứng đầu nghiên cứu.

Cơ chế hoạt động

Máy được thiết kế với phần mềm tính toán về thuỷ động học OpenFOAM. Máy giả lập khổng lồ này sử dụng 70.000 lít nước để tạo ra sóng thần ở tỉ lệ 1:50, dài 70 mét, rộng 4 mét. Để tạo ra sóng thần, khí được rút ra khỏi bể chứa tạo ra chân không hút nước vào từ các ống dấn. Khi không khí được bơm vào trở lại, nước sẽ tràn ra tạo ra són. Hình thù của sóng có thể được điều khiển bằng cách thay đổi vị trí của van khí trên đỉnh bể chứa.

‘Thách thức là xây dựng một cơ sở thí nghiệm nơi chúng tôi có thể giả lập một cách chính xác tác động của sóng lên các kiến trúc vật lí, cũng như cách mà lực tác động thay đổi hay tăng về cường độ khi tiếp xúc với hệ thống các công trình dày đặc tại các thành phố và đô thị ven biển. Nghiên cứu tại cơ sở đặc biệt này có rất nhiều ứng dụng vào việc quy hoạch đô thị và thiết kế kiến trúc tại các vị trí có thể gặp sóng thần, và có thể giúp giảm thiểu các nguy cơ rủi ro tới sinh mạng người dân và nơi họ sinh sống.’

‘Sóng thần có huỷ diệt kiến trúc các toà nhà, tuy nhiên chúng ta vẫn chưa hiểu cách mà các lực phương ngang mạnh mẽ mà sóng thần tạo ra phá huỷ các công trình,’ theo giáo sư Tiziana Rossetto

Với máy giả lập sóng thần, các nhà khoa học có thể giả lập tác động của sóng thần lên các hệ thống bảo vệ vùng ven biển và hiểu hơn cách sóng di chuyển trong khu vực công trình dày đặc. Các bài thử nghiệm này có thể tiết lộ cho ta biết liệu các hệ thống bảo vệ có hiệu quả hay liệu chúng thực ra khuyếch đại mức độ huỷ diệt của sóng thần, cho phép lượng nước tích tụ và nhấn chìm các vùng lân cận khi hệ thống bảo vệ bị vô hiệu.

Dự án Urban Waves được tài trợ bởi Uỷ ban Tài trợ vốn Nghiên cứu Châu Âu với số vốn 2 triệu USD, và sẽ tiếp tục thử nghiệm tới tháng 10. Sau đó, cơ sở này sẽ được mở cửa cho các nhà nghiên cứu và các tổ chức nhằm mở rộng nghiên cứu tác động sóng thần.

Với máy giả lập sóng thần, các nhà khoa học có thể giả lập tác động của sóng thần lên các hệ thống bảo vệ vùng ven biển và hiểu hơn cách sóng di chuyển trong khu vực công trình dày đặc.

‘Chức năng đặc biệt của máy giả lập HR Wallingford đó là nó là một máy giả lập dạng bể chứa cho phép chúng ta tạo ra những cơn sóng thần rất thật và tái tạo toàn bộ quá trình sóng thần tấn công – 20 phút rút ngắn còn chỉ 2 phút trong phòng thí nghiệm,’ theo giáo sư Willian Allsop, giám đốc kĩ thuật kiến trúc hàng hải tại HR Wallingford. ‘Không có thiết bị nào khác có khả năng như vậy.’