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| 西班牙學者受到浪花的啟發 |
| 作者：駐法國代表處科技組 現職：駐法國代表處科技組 |
| 文章來源：法國外交部電子佈告欄 |
| 發佈時間：2012.04.24 |
| Quand les vagues inspirent les chercheurs espagnols 西班牙的海岸線長達 4800 公里，因此，當西班牙學者周末去海邊休息時，很自然地也能在海邊獲取靈感，或者這一切只是巧合呢？遑論真相為何，西班牙學者已經於 2012 年 1 月發表了兩篇有關海浪的學術論文，其中一篇為數學學者提出的浪花破碎原理，另一篇則是能源專家研究如何善加利用海浪來發電。 浪花破碎現象：數學方程式的挑戰 使用數學方程式來解釋流體運動的點子，早在 300 年前便由數學家 Euler 提出，隨後有 Navier 與 Stokes 加以補充。然而，時至今日，流體運動的計算仍是數學界的一大挑戰，其困難 (或不可能) 之處在於必須將所有的變數 (流體的組成分子、連續性等等) 計算在內，這得利用計算能力強大的超級電腦才有辦法做到。然而，流體與諸多科學領域有關，例如氣候 (空氣與水)、能源 (天然氣與石油) 等等。 西班牙數學研究中心 (ICMAT-CSIC) 的研究員想要挑戰這個難題，特別將注意力放在海浪的破碎現象，以期確認流體機制方程式是否屬於會讓算術解「爆炸」的狀況，也就是說接近無限！這些狀況稱為奇異點 (singularité)。在現實生活中，這些奇異點的出現，表示流體突然改變狀態，就像是海浪互相衝擊時，會突然改變狀態一樣。發現奇異點的學者將這種破碎現象稱作「飛濺奇異點」(singularité Splah)。 為了進行研究，研究人員必須研發新的數學計算工具，以便解決這個千禧年數學難題。這 7 個千禧年數學難題於 2000 年 5 月由克雷數學研究所 (CMI) 提出，第 6 個難題是解出 Navier-Stokes 方程式。成功解題者不僅可以解釋海浪的破碎現象，並可獲得 100 萬歐元的獎金。這真是一個到沙灘漫步時，不忘攜帶紙筆的好理由！ 儘可能擷取海浪能源 另一項研究計畫則是探索全然不同的主題。發電量的大小取決於渦輪的運轉速度，不同的發電來源也有關係，例如核能間接利用熱水來運轉渦輪，風力則是直接運轉渦輪。研究員長久以來就在思考如何利用潮汐來運轉渦輪。 西班牙 Valladoid 大學與摩洛哥拉巴特市 (Rabat) 穆罕默德五世大學 (Mohammed V) 的研究員，共同在一個特殊的發電廠進行研究工作。這個設置在海邊的發電廠，利用浪起浪落引起的空氣對流來啟動渦輪。其他系統是單向地利用流體運動來運轉渦輪，但是這個利用海浪造成的空氣對流則牽涉到潮起潮落。 該項研究的重點是開發一套可以充分運用氣流雙向流動的系統，但這並不是一項簡單的任務，因為渦輪通常只順著同一個方向旋轉。計畫關鍵在於渦輪扇葉的設計必須使其在循環系統運作期間都能運轉，而不像傳統渦輪的運作時間只有一半。 該團隊目前的研究是進行數位模擬，測試如何讓渦輪在整個循環系統運作期間有效產生能源。第二階段將是建造這個高效能渦輪的第一個原型。 資料來源：法國外交部電子佈告欄，2012 年 1 月 17 日 網址：http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/68816.htm |
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