Mô phỏng Sóng Biển (Ocean Wave Simulation)

Dạng sóng (waveform) của một con sóng biển là gì, và nước di chuyển như thế nào.

Bạn có thể minh hoạ điều này bằng cái mô phỏng nhỏ này. Phần cơ bản chỉ có một thanh quay theo vòng tròn, nhưng khi ghép một loạt các đoạn (sections) với độ lệch góc quay (offset of rotation), nó sẽ mô phỏng 8 (hoặc thậm chí 16 điểm, về lý thuyết) trên waveform, và chuyển động quay của các điểm này sẽ cho thấy con sóng đang “chạy” như thế nào.

Độ lệch góc quay giữa các section tự phát sinh vì các bánh răng không ăn khớp hoàn hảo, nên sẽ có độ trễ (delay) từ section này sang section khác.

Đừng làm mẫu này trừ khi bạn thật sự muốn. Nó khá phức tạp, và dung sai (tolerances) rất “nhạy”. Mình đã đặt “X-Y hole compensation” và “X-Y contour compensation” theo các giá trị tìm ra bằng cách thử đi thử lại — đa phần là thử sai!

“Precise wall” cũng có thể là một lựa chọn hay, để mô hình chạy mượt hơn.

Mình có kèm hình minh hoạ cho 8 và 16 section nối với nhau, nhìn waveform rất đã. Nhưng để nó chạy cơ khí ổn định thì phải “lạc quan dữ lắm” nếu không in ở tỉ lệ lớn hơn.

Các file mẫu đang ở mức 60% và 75% so với thiết kế gốc của mình để tiết kiệm thời gian in, và để vừa trong khay in 22 x 22 cm. Bánh xe lớn có tay quay (handle) và trục khuỷu (crankshaft) dài dùng cho nó chỉ cần cho section đầu tiên, nếu bạn nối thành một hàng các wavepoint.

Một vài giải thích thêm:

Nếu bạn nhìn một con chim đang nổi trên mặt nước, nó chỉ lên xuống thôi không? Không, nó còn qua trái qua phải nữa. Nếu bạn vẽ lại quỹ đạo chuyển động, bạn sẽ thấy nó đi theo một vòng tròn.

Vì vậy, nước trên bề mặt sóng di chuyển theo vòng tròn, và waveform là kết quả của các khối nước kế bên hơi lệch pha (slightly asynchronous), từ đó tạo ra một dạng sóng “chạy”. Dạng waveform tạo ra được gọi là trochoide, nếu bạn muốn biết định nghĩa toán học.

Ngoài ra có thể còn thêm một thành phần chuyển động ngang do dòng chảy (current) gây ra.

Sở thích của mình về sóng biển đến từ việc mình là người chèo surfski.