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May 24, 2023

ウェーブプールの仕組み

現代文明は自然を人工的に再現したもので満ちています。 人々は人工のクリスマスツリーで家を飾り、人工毛を身に着け、人工芝の上でゲームをし、動物園の檻を作ります。

現代文明は自然を人工的に再現したもので満ちています。 人々は人工のクリスマスツリーで家を飾り、人工の髪の毛を身に着け、人工芝の上でゲームをし、人工の岩で動物園の檻を作ります。 科学者たちは人工心臓も開発しました。

人類が自然を再現した最も奇妙なものの 1 つは、波のプールとしても知られる人工の海岸です。 これらの人気のウォーター パーク アトラクションは、自然が作り出した野生のオーガニックな波を消毒し、厳重に修正したものです。 波のプールでは、水は塩素処理され、ビーチはコンクリートで、数分に一度、時計仕掛けのように波が押し寄せます。

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この記事では、ノースカロライナ州グリーンズボロのウェット アンド ワイルド エメラルド ポイントのメイン アトラクションであるサンダー ベイの舞台裏を覗いてみましょう。 これから説明するように、波を一日中打ち続けるには、多くの洗練された強力な装備が必要です。 しかし、基本的な考え方は非常にシンプルです。

海洋では、ほとんどの波は風によって作られます。 勢いよく流れる空気がいくつかの水分子を押し寄せ、特定の地点で水のうねり、つまり海面の乱れを引き起こします。 これらの分子は隣の分子を押し、その分子も隣の分子を押します。 このようにして、個々の水分子はほぼ同じ領域に留まりながら、乱れは海面に沿って伝わります。

このタイプの波の動きを再現するには、いくつかの方法があります。 必要なのは、水を入れた洗面器と、定期的に混乱を引き起こす何らかの手段だけです。 水面に沿って強い空気を吹き付けたり、回転外輪 (蒸気船で使用されているものなど) や振動プランジャーを使用したりすることができます。 基本的に、ある点で水を押すと、このエネルギーが周囲の水を通して外側に伝わります。 これは池に石を落としたときに起こることと同じです。

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エメラルド ポイントには、スプラッシュ アイランドにこの種の波のプールがあり、小さな子供向けの水泳エリアになっています。 このプールでは、火山の真下の奥の方から穏やかな波紋が広がり、小さな砂浜に打ち上げられます。

これを実現する機械を見てみましょう。

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エメラルド ポイントの波のプール内に波紋効果を生み出す仕組みは非常にシンプルです。 プールの下にあるポンプ室では、高速ファンが幅広の金属パイプに空気を送り込み、火山のふもとの排気口につながっています。 このパイプの中央には、回転する金属軸ロッドを備えた幅広のディスクであるバタフライ バルブがあります。 ロッドが一方向に回転すると、ディスクはパイプ内で水平に静止し、空気の流れを遮断します。 ロッドが反対方向に回転すると、ディスクは垂直位置に移動し、空気が通過できるようになります。

油圧ピストンがロッドを一定の間隔で前後に回転させ、加圧空気を短時間噴出して排気ポートまで流します。 この爆風が火山の麓の水面に吹き込み、流れる波紋を生み出します。

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この種のシステムでは小さな波を作るのは非常に簡単ですが、サーフィン可能な大きな波を形成するのは非常に困難です。 途方もなく激しい空気の噴射か、大きくて非常に強力なプランジャーが必要になります。 このような装置は非効率的で扱いにくく、危険である可能性が高いため、特に優れたウォーター パークのアトラクションにはなりません。 代わりに、ウォーターパークでは水を汲み上げる波のシステムが使用されています。 次のいくつかのセクションでは、この種の波のプールがどのように機能するかを見ていきます。

最後のセクションでは、非常に単純な造波プールについて説明しました。 この設計では、加圧空気の短時間の噴出により、比較的安定した水たまりに力が加えられます。 これにより小さな波が発生し、水面に沿って外側に広がります。

より大きなウェーブプールシステムは動作が異なります。 空気やパドルで水を押す代わりに、ウェーブマシンが大量の水をプールの奥に流し込みます。 増水ははるばるビーチまで伝わります。 プールの水位は再びバランスがとれます。 水はかなり重いので、自分のレベルを見つけるために非常に激しく押します。 より多くの水を投入すると、波のサイズと強度が増加します。