BRPI0921946B1

BRPI0921946B1 - Piscina de ondas e gerador de onda para uma piscina deágua

Info

Publication number: BRPI0921946B1
Application number: BRPI0921946-3A
Authority: BR
Inventors: Kelly Slater; Adam Fincham
Original assignee: Kelly Slater Wave Company, Llc
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2019-05-28
Also published as: ZA201206082B; AU2009316496B2; US10221582B2; US20140059758A1; ES2635432T3; CN103696591A; BR112015005522A2; PT2754781T; US9574360B2; US20130061382A1; US20190203487A1; CN102282330A; US20130036545A1; ZA201103687B; ES2461490T3; BR112015005522B1; WO2010059871A1; ES2717888T3; CN102282330B; US10066410B2

Abstract

"sistema de desaguamento móvel, operado por gravidade, condicionado por gás de secagem, de pressão positiva, para fluidos hidráulicos, lubrificantes e baseados em petróleo". a presente invenção refere-se a um sistema de desaguamento de fluido industrial de alto desempenho, pressão positiva operado por gravidade para fluidos hidráulicos, fluidos lubrificantes e fluidos baseados em petróleo que compreende uma câmara de desaguamento operada por gravida- de que recebe o fluido industrial e uma fonte de ar de secagem de pressão positiva acoplada a câmara de desaguamento .

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PISCINA DE ONDAS E GERADOR DE ONDA PARA UMA PISCINA DE ÁGUA.

REFERÊNCIA CRUZADA A UM PEDIDO RELACIONADO [001] O presente pedido reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C § 119 do seguinte pedido, aqui incorporado integralmente por referência: US. No. de série 12/274,321, depositado em 19 de novembro de 2008, intitulado Gerador de onda com gravidade de superfície e piscina de onda.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] As ondas oceânicas têm sido usadas, há anos, para fins recreativos. Um dos esportes mais populares em qualquer praia com ondas bem formadas é o surfe. Na verdade, o surfe e outras modalidades similares que utilizam prancha tornaram-se tão populares que qualquer praia adequada para tais esportes fica lotada de surfistas. Então, os surfistas têm que competir uns com os outros para pegar uma onda, o que limita tal atividade. Além disso, a maior parte da população do planeta não tem acesso adequado às ondas oceânicas para praticar o surfe ou outros esportes que envolvem ondas oceânicas.

[003] Outro problema é que as ondas, em qualquer praia oceânica, são variadas e inconstantes, com séries ocasionais de ondas bem formadas, do tipo ideais para o surfista, intercaladas por ondas menos atraentes e, em alguns casos, inadequadas para a prática do esporte. Mesmo quando um surfista consegue surfar em uma onda, a atividade dura, em média, de 2 a 30 segundos, mais particularmente de 5 a 10 segundos.

[004] As ondas com superfície oceânica são ondas que se propagam ao longo da interface entre a água e o ar, a força de recuperação sendo provida por gravidade, e, então, elas são referidas como ondas com gravidade de superfície. A figura 1 ilustra os princípios que

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2/18 regem as ondas com gravidade de superfície que entram em água rasa. As ondas em águas profundas têm, geralmente, um comprimento de onda constante. Quando a onda interage com o fundo do mar, começa a ficar rasa. Isso acontece, tipicamente, quando a profundidade fica mais rasa do que a metade do comprimento da onda o comprimento da onda encurta e a amplitude da onda aumenta. Quando a amplitude da onda aumenta, a onda se torna mais instável porque a crista da onda se move mais rápido do que de ponta a ponta. Quando a amplitude é, aproximadamente, 80% da profundidade da água, a onda começa a rebentar e fica adequada para ser surfada. Esse processo de elevação e rebentação depende do ângulo de inclinação e do contorno da praia, o ângulo em que as ondas se aproximam da praia, a profundidade da onda e as propriedades de as ondas se aproximarem da praia. A refração e o foco dessas ondas são possíveis através das mudanças na topografia do fundo do mar.

[005] As ondas oceânicas têm, geralmente, cinco estágios: geração, propagação, o estágio em que fica mais rasa, a rebentação e a queda. Os estágios em que se torna rasa e rebenta são os estágios mais atraentes no que se refere à prática do surfe. O ponto de rebentar sendo dependente, acentuadamente, da proporção da profundidade da água com a amplitude das ondas, também depende do contorno, profundidade e forma da superfície do fundo do mar e da velocidade, comprimento de onda e altura da onda, dentre outros fatores. Em geral, uma onda pode ser caracterizada para resultar em um dos quatro tipos principais de rebentação: a onda pode ser deslizante, mergulhante, a onda que tomba e a onda ascendente. Desses três tipos de onda, as ondas deslizantes são as preferidas pelos surfistas iniciantes, enquanto as ondas que mergulhantes são as mais atraentes para os experts. Esses tipos de rebentação de onda estão ilustrados na figura

2.

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3/18 [006] Vários sistemas e técnicas foram testados para reproduzir as ondas oceânicas em um ambiente criado pelo homem. Alguns desses sistemas incluem direcionar uma folha de água relativamente rasa, que se movimenta rápido, contra uma forma de onda esculpida sólida, para produzir um efeito de água na qual se pode montar, mas que não é, na verdade, uma onda. Outros sistemas usam pás ativadas linearmente, portas flutuantes hidráulicas ou pneumáticas ou, simplesmente, injeções de água grandes, controladas, para gerar ondas reais. Porem, todos esses sistemas são ineficazes em transferir a energia para a onda” e nenhum desses sistemas, por vários motivos e desvantagens, se aproximaram do processo de geração de onda que reproduza o tamanho, a forma e a quebra desejada das ondas mais atraentes para se praticar o surfe, isto é, as ondas que entram em águas rasas que se arremessam, quebrando com um tubo e tendo uma duração relativamente longa e face suficiente para o surfista manobrar.

SUMÁRIO [007] O presente documento apresenta um gerador de onda e piscina de onda que gera ondas com gravidade de superfície que pode ser montada por um surfista.

[008] Em um aspecto, é apresentado um gerador de onda para uma piscina de água definido por um canal tendo uma parede lateral. O gerador de onda inclui um ou mais folhas metálicas. Cada folha é disposta verticalmente ao longo de pelo menos a maior parte de uma parede lateral e adaptada para mover-se em uma direção ao longo do comprimento de uma parede lateral. Cada folha tem uma geometria em seção transversal curvilínea que define uma superfície dianteira que é adaptada para gerar uma onda na água a partir do movimento, e uma superfície traseira configurada para a recuperação do fluxo, para evitar a separação do fluxo da água na onda e diminuir o movimento arrastado da folha. O gerador de onda inclui, ainda, um mecanismo de

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4/18 movimento entre a parede lateral e uma ou mais folhas metálicas, para mover uma ou mais folhas na direção ao longo do comprimento da parede lateral, para gerar uma onda com gravidade de superfície por cada uma das folhas.

[009] Em outro aspecto é apresentada uma piscina de onda. A piscina de onda inclui um canal contendo água e tendo uma parede lateral com uma altura e um contorno de fundo que se inclina para cima, para longe da parede lateral em direção à parte rasa, ou à praia. A piscina de onda inclui, ainda, uma ou mais folhas metálicas, conforme substancialmente descrito acima. Em algumas implementações, a piscina de onda inclui duas ou mais folhas metálicas e, preferivelmente, pelo menos quatro folhas.

[0010] Em ainda outro aspecto, é apresentado um gerador de ondas para gerar uma onda com gravidade de superfície. O gerador de ondas inclui uma folha de alumínio tridimensional tendo uma geometria em seção transversal, curvilínea, que define uma superfície dianteira que é adaptada para gerar uma onda na água que se move para além da superfície dianteira, assim como uma superfície traseira, configurada para recuperação de fluxo, para evitar a separação do fluxo de água na onda e diminuir o movimento arrastado da folha na água, ao passar a superfície dianteira.

[0011] Os detalhes de uma ou mais modalidades são especificados nos desenhos em anexo e na descrição abaixo. Outros aspectos e vantagens ficarão claros a partir da descrição e desenhos e a partir das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0012] Esses e outros aspectos serão agora descritos em detalhes com referência aos desenhos em anexo.

[0013] A figura 1 mostra propriedades das ondas que entram na água rasa

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5/18 [0014] A figura 2 ilustra quatro tipos gerais das ondas que se quebram [0015] As figuras 3 A e 3B são uma vista superior e lateral, respectivamente, de uma piscina tendo uma forma anular.

[0016] A figura 4 ilustra um contorno inferior da piscina [0017] A figura 5 ilustra uma piscina em uma configuração anular e um gerador de onda em uma parede interna da piscina.

[0018] A figura 6 ilustra uma seção de uma piscina em uma configuração anular e tendo um gerador de onda disposto verticalmente ao longo de uma parede externa.

[0019] As figuras 7 A e 7B são uma vista em perspectiva e uma vista em seção transversal, respectivamente, para ilustrar uma forma de uma folha de alumínio para uma seção linear da parede.

[0020] A figura 8 mostra a geometria relativa da velocidade da propagação de onda com relação à velocidade da folha de alumínio [0021] A figura 9 ilustra uma piscina de gerador de onda na qual uma parede interna é posicionada dentro de uma parede externa fixa.

[0022] A figura 10 ilustra um gerador de onda no qual uma camada flexível é colocada em uma parede externa e a parede externa inclui um número de ativadores lineares para serem dispostos em torno de um comprimento inteiro, ou circunferência, da parede externa.

[0023] A figura 11 ilustra um gerador de onda tendo uma camada flexível colocada na parede externa.

[0024] A figura 12 ilustra um gerador de onda que inclui uma camada flexível intercalando uma folha de alumínio entre ela própria e a parede externa.

[0025] Símbolos de referência similar nos desenhos indicam vários elementos similares.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0026] O presente documento descreve um aparelho, método e

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6/18 sistema para gerar ondas propícias para a prática do surfe. A prática do surfe depende do ângulo da onda, da velocidade da onda, da inclinação da onda, do tipo de quebra da onda, da inclinação e profundidade do fundo do mar, da curvatura, refração e foco. Vários detalhes são reservados às ondas solitárias, uma vez que suas características as tornam particularmente vantajosas para a geração, por parte do aparelho, método e sistema aqui apresentados. Conforme aqui usado, o termo onda solitária é usado para descrever uma onda de água rasa, ou onda com gravidade de superfície tendo um deslocamento único de água acima de um nível médio de água. Uma onda solitária se propaga sem dispersão. É grande a semelhança desta com o tipo de onda que é propícia para a prática do surfe no oceano. Uma onda solitária, teoricamente perfeita, surge de um equilíbrio entre a dispersão e a não linearidade, de modo que a onda possa atingir longas distâncias ao mesmo tempo em que preserva sua forma, sem obstrução por meio de ondas que fazem um movimento de contraposição a ela. Uma forma de onda de uma onda solitária é uma função da distância x e tempo t, e pode ser caracterizada pela seguinte equação:

[0027] Onde A é a amplitude, ou altura, máxima, da onda acima da superfície da água, ho é a profundidade da água, g é a aceleração da gravidade e n(x,f) é a altura da água acima de ho. O comprimento de uma onda solitária, enquanto é teoricamente infinito, é limitado pela elevação da superfície da água e pode ser definido como:

PISCINAS [0028] Os sistemas, aparelhos e métodos aqui descritos usam

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7/18 uma piscina de água em que o tipo solitário ou outras ondas de gravidade de superfície são gerados. Em algumas implementações preferidas, a piscina é circular ou anular, sendo definida por uma parede externa ou extremidade que tem um diâmetro de 60,96 a 243,84 metros (200 a 800 pés), ou mais. Alternativamente, uma piscina redonda, ou circular, tendo um diâmetro de menos do que 60,96 metros (200 pés) pode ser usada. Porém, um diâmetro de 137,16 a 152,4 metros (450 a 500 pés) é preferido. Em uma implementação exemplificativa, a piscina é anular, com uma ilha central circular que define um canal ou uma depressão. Nessa configuração anular, a piscina tem um diâmetro externo de 152,4 metros (500 pés) e uma largura de canal de pelo menos 15,24 metros (50 pés), embora o canal possa ter uma largura de 30,48 metros (100 pés) ou mais, o que pode render 9,14 a 21,34 metros (30 a 70 pés) de comprimento de onda que pode ser surfada.

[0029] Em outra implementação exemplificativa, a piscina pode ser um tanque contíguo, tal como uma piscina circular sem uma ilha central. Na configuração circular, a piscina pode ter um fundo que se inclina em direção ao centro para um banco de areia ou peitoril, e pode incluir uma depressão mais profunda até um **derramamento superficial ou superfície plana. Em ainda outra implementação, a piscina pode ser qualquer canal curvilíneo, de loop fechado, tal como uma forma de pista de corrida (isto é, círculo truncado), oval, ou outra forma arredondada. Em ainda outra implementação, a piscina pode incluir um canal curvilíneo ou linear com loop fechado ou aberto através do qual a água flui e que pode, ou não, usar uma re-coleta de água ou mecanismo de recirculação e fluxo.

[0030] As figuras 3 A e 3B são vistas superiores, em seção transversal, respectivamente, de uma piscina 100 de acordo com uma implementação anular. A piscina 100 tem uma forma substancialmente anular que é definida por uma parede externa 102, uma parede interna

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104 e um canal de água 106 entre e definido pela parede externa 102 e a parede interna 104. Em implementações anulares, a parede externa 102 e a parede interna 104 podem ser circulares. A parede interna 104 pode ser uma parede que se estende acima de um nível de água médio 101 do canal de água 106 e pode formar uma ilha 108 ou outro tipo de plataforma acima do nível médio de água 101. Alternativamente, a parede interna 104 pode formar uma barreira submersa entre o canal da água 106 e uma segunda piscina. Por exemplo, a segunda piscina pode ser rasa para receber ondas de água que resultam de ondas geradas no canal de água 106. A piscina 100 inclui, ainda, o lado 110. Em algumas implementações, o lado 110 pode incluir um trajeto, tal como um mono-trilho, ou um trilho para receber um veículo motorizado, e o veículo pode ser conectado a pelo menos um gerador de onda, preferivelmente na forma de uma folha de alumínio móvel, conforme descrito mais abaixo. Em outras implementações, a parede externa 102, com ou sem colaboração com o lado 110, pode receber um gerador de onda na forma de uma parede flexível ou parede giratória com folhas metálicas embutidas, também conforme descrito mais abaixo.

GERADOR DE ONDA [0031] A figura 4 ilustra um contorno da parte inferior de uma piscina, seja ela linear, curvilínea, circular ou anular, para um design de praia inclinado. O contorno da parte inferior inclui uma parede lateral 200. A parede lateral 200 pode ser uma parede interna lateral ou uma parede externa lateral. A parede lateral 200 tem uma altura que se estende, pelo menos, mais alto do que um nível médio de água e, preferivelmente, se estende acima de uma amplitude, ou altura, máxima, de uma onda gerada. A parede lateral 200 é adaptada para acomodar um gerador de onda, tal como uma folha de alumínio que é colocada verticalmente na parede lateral 200 e se move ao longo de uma parede

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9/18 lateral 200, lateralmente. O contorno da parte inferior inclui, ainda, uma região profunda 202 que, em algumas configurações, estende-se até uma distancia suficiente para acomodar a espessura da folha de alumínio. A região profunda 202 pode estender-se mais do que a espessura da folha de alumínio. A interseção da parede lateral 200 e a região profunda também podem incluir uma inclinação, degrau ou outra característica geométrica, ou um mecanismo de trajeto/trilho que participa na orientação ou no reforço do movimento da folha. Uma elevação pode ser produzida para ter uma amplitude equivalente, ou até maior do que da profundidade da região profunda 202. Porém, a maior parte das ondas de gravidade se torna, teoricamente, instável em amplitudes de 80% da profundidade da água.

[0032] O contorno da parte inferior da piscina inclui uma inclinação 204 que se eleva a partir da região profunda 202. A inclinação 204 pode variar de um ângulo de 1 a 16° e, preferivelmente, de 5 a 10°. A inclinação 204 pode ser linear ou curva e pode incluir reentrâncias, ondulações ou outras características geométricas. O contorno da parte inferior inclui uma parte rasa do banco de areia 206 ou peitoril. A superfície de um ponto da inclinação 204 e a parte rasa 206 provê uma zona principal de quebra para uma zona gerada. A formação na zona de quebra pode mudar o nível médio da água. A parte rasa 206 pode ser plana ou curva e a transição pode ser para uma região plana rasa 208, uma vala profunda 212, ou qualquer dessas combinações alternadas. A parte rasa do banco de areia 206 também pode ser uma extensão da inclinação 204 para terminar diretamente na praia. A praia pode ser real ou artificial. A praia pode incorporar sistemas de evacuação de água que, em uma implementação, toma a forma de grades através das quais a água passa por baixo, podendo ser conectadas aos sistemas de recirculação ou filtragem geral de água. A praia também pode incorporar amortecedores de onda que ajudam a minimizar

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10/18 a reflexão das ondas e reduz, ao longo da margem, o transporte e as correntes.

[0033] O contorno da parte inferior é, preferivelmente, formado de um material rígido e pode receber um revestimento sintético. Em algumas implementações, a parte inferior pode conter seções de materiais flexíveis, mais macios, por exemplo, uma barreira de espuma pode ser introduzida, o que poderia ser mais maleável durante a queda. O revestimento pode ser mais espesso na parte rasa 206 ou dentro da zona de quebra. O revestimento pode ser formado de uma camada que é menos rígida do que o material rígido e pode até ser amortecedor de choque. A inclinação 204, a parte rasa 206 e/ou outras regiões do contorno inferior pode ser formada por uma ou mais inserções removíveis. Além disso, qualquer parte do contorno inferior pode ser dinamicamente reconfigurável e ajustável para mudar a forma geral e a geometria do contorno da parte inferior na hora, ou através de mecanismos motorizados ou câmaras infláveis, ou outros mecanismos com forma dinâmica similar. Por exemplo, inserções ou módulos removíveis podem ser conectados com um chão sólido. As inserções, ou módulos, podem ser uniformes em torno do circulo, ou variável para criar barreiras recorrentes definidas pelas ondulações na inclinação 204 ou parte rasa 206. Desse modo, módulos particularmente moldados podem ser introduzidos em locais específicos para criar uma seção com quebra de onda desejável para a prática do surfe.

[0034] A figura 5 ilustra uma piscina 300 em uma configuração anular e um gerador de onda 302 na parede interna 304 da piscina 300. O gerador de onda 302 é uma folha de alumínio disposta verticalmente ao longo da parede interna 304 e movida na direção indicada para gerar uma onda W. A figura 6 ilustra uma seção da piscina 400 em uma configuração anular e tendo um gerador de onda 402 disposto verticalmente ao longo de uma parede externa 404. O gerador de onda

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402 move-se na direção indicada para gerar uma onda W, conforme indicado. A colocação da parede externa permite um melhor foco e ondas maiores do que uma colocação de parede interna, enquanto a colocação de parede interna permite uma velocidade da onda reduzida e, possivelmente, favorece mais a prática do surfe. Os geradores de onda 302 e 402 são, preferivelmente, movidos por um veículo acionado ou outro mecanismo que é mantido seco e longe da água, tal como um trilho ou outro trajeto, parte do qual fica submerso.

[0035] Os geradores de onda também podem ser configurados para operar no centro do canal, caso em que haveria praias tanto nas paredes interna quanto na externa e o mecanismo de trajeto/trilho seria apoiado ou na estrutura superior, ou por mastros.

FOLHAS METÁLICAS [0036] Nas implementações preferidas, as piscinas de onda aqui descritas usam uma ou mais folhas metálicas para gerar ondas propícias para a prática do surfe. As folhas são moldadas para gerar ondas em um fluxo supercrítico, isto é, as folhas movem-se mais rápido do que a velocidade das ondas geradas. A velocidade da onda em água rasa (quando a profundidade da água é comparável ao comprimento da onda) pode ser representada por V_w.

[0037] Onde g é a força de gravidade e h₀ é a profundidade da água e A é a amplitude da onda. O aspecto supercrítico pode ser representado pelo número Froude (Fr), em que um número superior a 1 é supercrítico e um número inferior a 1 é subcrítico:

onde Vf é a velocidade da folha metálica relativa a água [0038] As folhas metálicas são adaptadas para propagar a onda para longe de uma parte dianteira da folha quando a água e a folha se movem uma em relação à outra e para obter a transferência mais dire

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12/18 ta da energia mecânica para a onda a partir desse movimento. Desse modo, ondulações ideais são formadas imediatamente adjacentes à parte dianteira da folha. As folhas são, geralmente, otimizadas para gerar a altura de ondulação maior possível para uma determinada profundidade de água, mas, em algumas configurações, pode ser desejável gerar ondulações menores.

[0039] O procedimento proposto se baseia na combinação do deslocamento feito pela folha em cada local com o campo de deslocamento natural da onda. Para um local fixo através do qual a folha irá passar P, se deixarmos a direção perpendicular à folha de alumínio ser x e a espessura da parte da folha de alumínio atualmente em P ser X (t).

[0040] A proporção de mudança em X, no ponto P pode ser combinada com a velocidade média da profundidade da onda u. Isso expresso na equação (1).

a. ^L = ü(X,l) (I) di

b. aplicando-se a mudança da variável de (x,t) para (0 = ctx,t) onde c é a velocidade da fase da onda.

dX _ ₍₂₎ d& c-m(í9(X)) [0041] Na equação (2) a velocidade média velocidade da onda u pode ser dada por varias teorias diferentes, por exemplo, a solução de onda solitária de Rayleigh (Raileigh Lord, On Waves, Phil. Mag., (1876) ou a de Boussinnesq (Boussinesq M.J., Théorie de rintumescence liquide, appelée onde solitaire ou de translation, se propageant dans um canal rectangulaire, C.R.Acad.Sei.Paris, 72 (1871), p.755-59). Para o caso de ondas solitárias que tomam a forma da equação 3 e 4 abaixo, exploramos vários exemplos. Essa técnica do design da folha de alumínio também pode se aplicar a qualquer outra forma de onda de gravidade de superfície para a qual tem uma soPetição 870180168983, de 28/12/2018, pág. 16/30

13/18 lução conhecida, computadorizada, medida ou aproximada.

(3)

a. η(0) = Àsec ^(//^/2)

(4) [0042] Onde n(O) é a elevação de superfície livre do resto, A é a amplitude de onda solitária, h₀ é a profundidade média da água, □ é o coeficiente de queda nas proximidades e c é a velocidade da fase. E u (0) é a velocidade horizontal média da profundidade, C e β irão diferir para ondas solitárias diferentes.

[0043] A combinação das equações (2) e (3) e (4) dão a proporção da espessura da folha em uma posição fixa (5) e está relacionada à forma da folha X (Y) através da velocidade da folha Vf, substituindo t = Y/Vf.

a. X(í) = ÃLt_anh[«ct-Jr(í))/2] (5) [0044] Uma espessura máxima da folha é dada a partir de (5), como:

[0045] O comprimento da seção ativa da folha pode, então, ser aproximado como:

[0046] Os valores para C e β que correspondem à onda solitária de Rayleigh são:

1.

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14/18 [0047] Nesse exemplo para pequenos deslocamentos após a linearização, a forma da folha X(Y) pode ser aproximada como:

a. x (vjλ ⁺ 4 - tanh³^^}⁷/?^)] [0048] Essa solução pode ser também aproximada com uma função tangente hiperbólica.

[0049] Conforme mostrado em uma configuração exemplificativa nas figuras 7 A e 7B, as folhas 500 são geometrias tridimensionais, curvilíneas, tendo uma superfície dianteira 502, ou seção ativa X (Y) que gera uma onda, e uma superfície traseira 504 que opera como uma recuperação de fluxo para evitar a separação do fluxo e diminuir o movimento arrastado da folha 500 para uma melhor eficiência de energia. A folha 500 é moldada para obter a maior parte da energia no modo primário de onda solitária e minimiza a energia em ondas traseiras oscilatórias. Como tal, a folha 500 promove um ambiente quiescente para um próximo gerador de onda e alumínio, caso haja algum. Cada folha 500 pode conter ativadores internos que permitem a moldagem da forma para produzir ondas diferentes e/ou pode articular de modo a contar com mudanças na curvatura da parede externa em piscinas não circulares ou não lineares. Em algumas implementações, a morfologia da folha permitirá a inversão do mecanismo para gerar ondas trasladando-se a folha na direção oposta.

[0050] As folhas são moldadas e formadas para uma geometria específica, baseada em uma transformação em uma função de espaço de uma analogia para uma equação como uma função de tempo das funções tangentes hiperbólicas que definem, matematicamente, o curso de um pistão como uma função de tempo, quando esse pistão empurra uma placa de onda para criar uma onda de água rasa. Essas funções tangentes hiperbólicas consideram a posição da placa da onda relativa à posição da onda gerada em um longo modelo de geração

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15/18 de onda e produz um perfil aceitável tanto para a onda solitária quanto para a onda periódica . Essas técnicas podem ser usadas para gerar qualquer onda com gravidade de superfície para a propagação da onda longe do gerador durante a geração (isto é, adaptar para o modo como a onda muda durante a geração). A compensação do movimento do gerador com o tempo ajuda a remover as ondas oscilatórias, provendo um processo de geração mais compacto e eficaz.

[0051] A espessura da folha refere-se à amplitude (altura) da onda e da profundidade da água. Por conseguinte, para uma profundidade conhecida e uma amplitude desejada A pode-se determinar que uma espessura da folha Fr seja:

[0052] Para uma onda solitária Rayleigh:

\Α(Α + Ή_ύ)

V 3 [0053] Para uma onda solitária Boussenesq:

[0054] Para água rasa, segunda onda solitária da ordem:

[0055] A figura 8 mostra uma geometria em seção transversal de uma folha de alumínio 600. Como um objeto tridimensional, a folha

600 gera uma onda tendo uma velocidade de propagação e vetor Vw baseado na velocidade e no vetor da folha Vf. Quando a folha se move na direção mostrada e depende da sua velocidade, a onda irá se propagar em um ângulo a, dado por sin α = Fr¹, de modo que para uma determinada profundidade de água e altura de onda 0 ângulo de casca é determinado pela velocidade da folha, com velocidades maiores correspondentes a ângulos de casca menores. Quanto menor ângulo de

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16/18 casca, maior será o comprimento da onda através da piscina.

[0056] A figura 9 ilustra um gerador de onda 700 no qual uma parede giratória interna 702 é posicionada dentro de uma parede externa fixa 706. A parede giratória interna 702 é equipada com uma ou mais folhas fixas 704 que tem, geralmente, o mesmo tamanho e forma que as folhas descritas acima. Essas folhas embutidas podem ter ativadores internos 708 para permitir que mudem a forma, de acordo com as formas em seção transversal descritas acima, acomodando assim, os pontos doces (sweet spots) para diferentes velocidades e profundidades da água.

[0057] A figura 10 ilustra o gerador de onda 800 em que uma camada flexível 802 colocada em uma parede externa 804, assim como a parede externa, incluem um número de ativadores lineares 806 dispostos em torno de todo o comprimento, ou circunferência, da parede externa 804 e também conectada à parede flexível. A camada flexível 802 pode ser formada de borracha ou um material similar. Os ativadores lineares 806 são ativadores mecânicos ou pneumáticos, ou outros dispositivos que têm uma expansão radial e direção de retração. Os ativadores lineares são ativados para ter uma forma móvel na camada flexível 802 que se aproxima à forma das folhas, conforme descrito acima. A forma da folha se propaga ao longo da parede, a uma velocidade Vf, como a da onda humana em um estádio esportivo.

[0058] A figura 11 ilustra um gerador de onda 900 que inclui uma camada flexível 902 colocada na parede externa 904. O vão entre a camada flexível 902 e a parede externa 904 define uma folha móvel 906, substancialmente como descrito acima, mas inclui cilindros no trilho 908 que se conectam tanto à parede externa quanto à parede flexível. Os cilindros nos trilhos 908 permitem que a folha 906 passe de forma plana no vão. Essa folha móvel 906 produz um movimento radial da parede flexível que se aproxima bastante de uma folha for

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17/18 mada de um material separado, conforme descrito acima.

[0059] A figura 12 ilustra um gerador de onda 1000 que inclui uma camada flexível 1002 que pode ser elevada da parede externa 1004 para definir uma folha 1006. A folha 1006 tem ativadores internos 1010 que permitem que molde sua forma para movimento para frente e para trás. A folha definida 1006 se move via os cilindros nos trilhos 1008, conforme acima. Por conseguinte, a camada flexível pode ser moldada para aproximar as folhas descritas acima, enquanto protege os ativadores e os cilindros/trilhos da água, ao mesmo tempo em que diminui o risco de uma folha mover-se separadamente e atingir alguma parte do corpo.

MÉDIA DE FLUXO [0060] Em outras implementações, uma piscina inclui um sistema para prover fluxo ou circulação média. O sistema pode incluir uma serie de jatos de fluxo através do qual a água é bombeada para diminuir o fluxo de rio lento pelo movimento das folhas e/ou ajudar a mudar a forma da onda que rebenta. A circulação média pode ter variabilidade vertical ou horizontal. Outros sistemas de fluxo médio podem ser usados, tais como um lado oposto, ou parte inferior, contrarrotacional, ou outro mecanismo.

PARTE INFERIOR VIRTUAL [0061] Em algumas implementações, um sistema de jatos é posicionado próximo à parte inferior da piscina, na inclinação, que simula a água que fica mais rala do que na verdade é. Desse modo, a onda rebenta em uma água mais profunda do que a normal. Esses jatos podem ser posicionados de modo a gerar tanto fluxo médio quanto turbulência a um nível requerido. A distribuição desses jatos pode mudar tanto radialmente quanto quando alguém se move da parede externa em direção à praia, com mais jatos na praia. Também pode haver variação azimutal na natureza e na quantidade dos jatos. Esse sistema

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18/18 de jato pode ser incorporado tanto com sistema de filtragem quanto sistema para prover fluxo médio ou a diminuição do efeito de rio lento.

[0062] Elementos de encapelamento podem ser acrescentados à parte inferior para promover a geração de turbulência, a qual que pode propiciar mudanças na forma de a onda rebentar. A distribuição e o tamanho dos elementos de encapelamento seria uma função tanto de raio quanto de azimute. Os elementos de encapelamento podem tomar a forma de novos ou clássicos geradores de vórtice.

[0063] Embora algumas modalidades acima tenham sido descritas em detalhes, outras modificações são possíveis. Outras modalidades podem ser dentro do escopo das reivindicações seguintes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Piscina de ondas (100; 300; 400) que compreende:

um canal (106) que contêm água e tendo um contorno inferior com uma região profunda (202) tendo um declive (204) que se inclina para cima em direção a uma região rasa (206);

uma ou mais folhas (500; 600; 704; 906; 1006), cada folha (500; 600; 704; 906; 1006) disposta verticalmente na proximidade da região profunda (202) da piscina (100; 200; 400) e adaptada para movimento em uma direção ao longo de um comprimento de um canal (106), cada folha (500; 600; 704; 906; 1006) tendo uma geometria de seção transversal curvilínea que define uma superfície dianteira (502) que é adaptada para gerar uma onda solitária na direção da região rasa (206) na água a partir do movimento, e uma superfície traseira (504), caracterizada pelo fato de que a dita superfície traseira é configurada para recuperação de fluxo para evitar a separação do fluxo de água na onda e para mitigar o arrasto da folha (500; 704; 906; 1006) na água a partir do movimento; e um mecanismo de movimento tendo uma trilha ao longo do comprimento do canal próxima à região profunda (202) do canal (106), o mecanismo de movimento para mover as ditas uma ou mais folhas (500; 600; 704; 906; 1006) ao longo da trilha na direção ao longo do comprimento do canal (106) para gerar uma onda de gravidade superficial da onda solitária por cada um ou mais folhas (500; 600; 704; 906; 1006).
2. Piscina de ondas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o canal (106) tem forma de anel.
3. Piscina de ondas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o canal (106) é linear.
4. Piscina de ondas, de acordo com a reivindicação 1, caPetição 870180168983, de 28/12/2018, pág. 23/30

2/3 racterizada pelo fato de que o canal (106) é curvilíneo.
5. Piscina de ondas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende:

um veículo associado com cada uma das uma ou mais folhas adaptadas para mover ao longo da trilha; e um membro de conexão conectado com cada folha (500; 600; 704; 906; 1006) a partir de cada veículo.
6. Gerador de onda (302; 402; 700; 800; 900; 1000) para uma piscina (100; 300; 400) de água e tendo um contorno inferior com uma região profunda (202) tendo um declive (204) que se inclina para cima a partir da região profunda (202) em direção a uma parte rasa (206), o gerador de onda (302; 402; 700; 800; 900; 1000) compreendendo:

uma ou mais folhas (500; 600; 704; 906; 1006), cada folha (500; 600; 704; 906; 1006) disposta verticalmente na proximidade da região profunda (202) da piscina (100; 200; 400) e adaptada para movimento em uma direção na piscina (100; 200; 400), cada folha (500; 600; 704; 906; 1006) tendo uma geometria de seção transversal curvilínea que define uma superfície dianteira (502) que é adaptada para gerar uma onda solitária na água a partir do movimento, e uma superfície traseira (504), caracterizado pelo fato de que a dita superfície traseira é configurada para recuperação de fluxo para evitar a separação do fluxo de água na onda e para mitigar o arrasto da folha (500; 704; 906; 1006) a partir do movimento; e um mecanismo de movimento tendo uma trilha próxima à região profunda (202) da piscina (100; 200; 400), o mecanismo de movimento para mover as ditas uma ou mais folhas (500; 600; 704; 906; 1006) ao longo da trilha na direção para gerar uma onda de gravidade superficial a partir da onda solitária por cada uma das ditas uma ou

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3/3 mais folhas (500; 600; 704; 906; 1006).
7. Gerador de onda, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de movimento ainda inclui:

um veículo associado com as ditas uma ou mais folhas (500; 600; 704; 906; 1006) para mover ao longo da trilha; e um membro de conexão conectado a cada folha (500; 600; 704; 906; 1006) de cada veículo.
8. Gerador de onda, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um comprimento Lf da superfície anterior (502) das ditas uma ou mais folhas é:

4 ( Λ j

L_f=— tanh^-1 (.999999+ — ^h<J em que A é uma amplitude de onda de gravidade de superfície, hü é a uma profundidade média de água, β é um coeficiente de decaimento da periferia, e c é a uma velocidade de fase.
9. Gerador de onda, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que uma espessura Ft das ditas uma ou mais folha é:
10. Gerador de onda, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que uma espessura Ft das ditas uma ou mais folhas é:
11. Gerador de onda, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que uma espessura Ft das ditas uma ou mais folhas é: