Наклонная доска со столбиками научила физиков защищаться от оползней лесом
Французские физики смоделировали прохождение оползня или лавины через лес, изучая то, как стеклянные шарики просыпаются по наклонной доске с воткнутыми в нее столбиками. Эксперименты позволили найти условия, при котором скорость потока слабо зависит от массивности лавины. Моделирование с помощью приведенных переменных помогло объяснить эксперименты, а также предсказать, что настоящий лес будет лучше защищать от оползней, если расстояние между деревьями составит не более трех метров. Исследование опубликовано в Physical Review Fluids.
Снежные лавины и оползни представляют опасность для здоровья людей и для инфраструктуры. Их объединяет еще и то, что все они — это поток сыпучего вещества по наклонной плоскости под действием гравитации. Интуитивно понятно, что любые препятствия на пути такого потока должны каким-либо образом его задерживать. Инженеры и геологи используют этот принцип уже давно, ставя на пути лавин барьеры и выращивая зеленые насаждения.
Вместе с тем, понимание этих процессов с точки зрения физики могло бы улучшить эффективность защиты. И хотя физики иногда пытаются моделировать протекание сыпучего потока через препятствия, таких исследований немного. Это довольно важно, учитывая, что динамика сыпучих сред весьма нетривиальна. Например, препятствия, вместо того, чтобы задерживать гранулы, могут, наоборот, способствовать их протеканию.