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Wellenmaschine

Lernwerkstatt

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Grundidee｜ Video｜ Grundtypen｜ Fachworte｜ Einsatzgebiete｜ Fußnoten


Grundidee


Als Wellenmaschine kann man a) ein Gerät bezeichnet, das eine Welle irgendwie simuliert, oder b) eine Maschine, die selbst Wellen erzeugt, zum Beispiel Wasserwellen. Für den zweiten Fall siehe mehr unter 👉 Wellenkanal

Video




Eine improvisierte Kolbenwellenmaschine mit Schubkurbelgetriebe, im Einsatz in einer Lernwerkstatt für einen ebenfalls prototypischen 👉 Wellenkanal

Grundtypen


Zur Erzeugung der Wellen unterscheidet man mechanische und pneumatische Konstruktionen. Die wichtigsten mechanischen Grundkomponenten sind der Schwingflügel [3] sowie der Kolben [3], auf Englisch flap wave generators und piston wave generators [6]. Bei pneumatischen Wellenmaschinen wird in eine luftdicht geschlossene Kammer (Caisson) über der Wasseroberfläche Luft eingeblasen und abgesaugt. Die Änderung des Luftdrucks auf der Wasseroberfläche erzeugt die Wellen. Für Wellenkanäle werden so gut wie nur die mechanischen Verfahren eingesetzt.

KOLBEN

Eine Kolbenwellenmaschine [7] mit Tauchkörpern [10] arbeitet darüber, dass ein Körper unter Wasser wie der Kolben in einem Zylinder auf einer zum Beispiel geraden Bahn hin und her bewegt wird. Solche Maschinen werden vor allem dann verwendet, wenn die die Wassertiefe weniger als die halbe Wellenlänge sein soll. Da über das Höhenprofil überall dieselbe Amplitude in horizontaler Richtung an das Wasser übergeben wird, werden auch die Orbitalbewegungen der Wasserteilchen in ihrer horizontalen Komponente von oben nach unten eher gleichmäßig sein. Das entspricht dem Muster einer 👉 Flachwasserwelle

FLÜGEL

Bei einem Schwingflügel [3], auch Klappwand genannt [3] [10], bewegt sich eine senkrecht im Wasser stehende Wand schwingend mit zum Beispiel +-18 ° Auslenkung um eine Achse auf dem Boden (Sohle) oder knapp über dem Boden des Wellentanks. Da sich der untere Bereich der Klappe über deutlich kürzere Streckenlängen hin und her bewegt, erzeugt man damit bei den Wellen auch eine von oben nach unten hin abnehmende Amplitude der Orbitalbewegung der Wasserteilchen in horizontaler Richtung. Das entspricht dem Muster einer sogenannten 👉 Tiefwasserwelle

Fachworte


  • Flap wave generators [1] [6]: am Boden drehbar gelagerte Wand, die oben ihre größte Schwingungsweite (+/-18°) hat
  • Hubboden: im Schwimmbecken, etwa für Kinderschwimmen [4]
  • Mechanische Wellenmaschine [3]
  • Pneumatische Startbrücke [3]
  • Pneumatische Wendebrücke [3]
  • Vertikale Beckenteilung [3]
  • Wave tank (Wellenkammer) [2]

Einsatzgebiete


  • Helicopter Underwater Escape Training [4]
  • Sea Survival Training mit verschiedenen Gewitter-, Sturm- und Wellenszenarien [4]
  • Airline Rescue Training [4]
  • Militärische Trainingszwecke [4]
  • Wasserbecken für Eisbären, Robben, Seehunde und Pinguine [4]

Fußnoten


  • [1] Hersteller von Wellenmaschinen und Kanälen: Edinburgh Designs Ltd.: Edinburgh, Schottland, Vereinigtes Königreich. Wellenerzeugung: mechanisch. Online: https://www.edesign.co.uk/
  • [2] Hersteller von Wellenmaschinen und Kanälen: OMEY Labs: County Kildare, Irland: OMEY Labs Ltd supply teaching flumes, wave tanks and wave basins worldwide to ocean laboratories for teaching, research & technology development, film, TV and artist projects. Online: https://www.omeylabs.com/
  • [5] Wellenmaschine als Wellenabsorber, auf Englisch "active absorption", absorbing wavemakers" oder "reflection compensation systems": "these wavemakers make some hydrodynamic measurement and move the wavemaker in such a manner that absorbs the incoming wave. In theory, it is possible to absorb regular waves perfectly by tuning the active system over a range of frequencies using active control". In: Andrew Eoghan Maguire: Hydrodynamics, control and numerical modelling of absorbing wavemakers. University of Edingburgh. 2011. Abgerufen am 20. Oktober 2026. Siehe auch 👉 Wellendämpfung
  • [7] "Das 1905 in Betrieb genommene Wellenfreibad in Radebeul bei Dresden war dringend sanierungsbedürftig. In Kooperation mit dem Landesamt für Denkmalpflege wurde es schließlich unter Berücksichtigung des ursprünglichen Erscheinungsbildes instand gesetzt, restauriert und damit den heutigen Erfordernissen angepasst. Besonders bemerkenswert ist der Erhalt der alten Kolbenwellenmaschine, die jetzt weiterhin ihre ursprüngliche Funktion erfüllt." In: Hoffmann, Bert: Bilzbad Radebeul. Archiv des Badewesens, Ausgabe 05/2001.
  • [9] Kolbenwellenmaschine für Flachwasserwellen: "If the water depth is less than half the wavelength […] a piston should be chosen. Einburgh Designs Ltd.: Edinburgh, Schottland, Vereinigtes Königreich. Wellenerzeugung: mechanisch. Siehe auch 👉 Flachwasserwelle
  • [10] Wellenerzeuger als Synonym, Bauweisen: "Wellenerzeuger" und "Wellenmaschinen" werden in einem Patent genannt: "Die Impulse werden dem Wasser durch Druckluft, Tauchkörper, Klappwände" zugeführt. In: Friedrich Lachnit: Wellenerzeuger für Schwimmbecken. Deutsche Babcock and Wilcox AG. 1973. Patent DE2156540A1. Abgerufen am 20. Oktober 2026. Online: https://patents.google.com/patent/DE2156540A1/de

Siehe auch


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