Toprak kaymaları, çığ ve inşaat güvenliği yeni ayrıntılı olarak yararlanabilir fizik Nasıl hakkında uzun süredir devam eden bir hipotezi doğrulayan araştırmalar parçacıklartoprak gibi ve karkayma ve kaydır.
Yeni bir makalede bildirilen bulgular Doğa İletişimiroman kullanılarak mümkün oldu Röntgen Sydney Üniversitesi liderliğindeki bir uluslararası araştırmacı ekibinin kar ve toprağın hareketini yakından incelemesine izin veren teknoloji. Bu, karmaşık girdapların ve döngülerin bu malzemelerin hareketini nasıl etkilediğini keşfetmelerini sağladı.
Araştırmacılar, bu yeni araştırma için inşaat ve tahıl depolama ve gelecek gibi çok sayıda endüstriyel uygulama öngörüyor Marslı Hitasyon, daha derin bir anlayış kazanmak için toprak kaymaları ve toprak hareketi.
İkincil akış
“Granüler malzemeler her yerdedir. Nasıl aktığı ve etkileşime girdiklerinin fiziğini anlamak önemlidir: küçük kum veya kar tanelerinden, hatta mineral işlemede kayalar, taneli malzemeler, toprak kaymaları sırasında veya siloları deşarj ettiğimiz gibi akışkanlar gibi davranabilir ve akışkanlar gibi akabilir”. dedi ortak yazar Profesör Itai EinavSydney Üniversitesi.
Uzun zamandır kar veya topraktaki parçacıkların her zaman çevrelerindeki yolları hareket ettirmediği bilinse de, bireysel hareketlerini belirleyen şey gizemli kalmıştır. Bilim adamları bir süredir, observe Eddies ve akımlarının bu hareketi dikte ettirebileceğini ve çığ ve heyelanlarda tanık olan yıkıcı gücü yönlendirebileceğini öne sürdüler. Böyle bir kavram “ikincil akış” olarak adlandırılır ve bu tür malzemelerin yüzeyinin altında hiçbir zaman doğrudan gözlemlenmemiştir, çünkü araştırmacılar bunları göremezler.
Einav, “İkincil akışın varlığı, ayrıntılı fizikte kalıcı bir teori olmuştur, ancak 3D’de ve gerçek zamanlı olarak hiçbir zaman doğrulanmamıştır. İkincil akışı ve taneli medyanın hareketini nasıl etkilediğini anlamak, endüstri ve araştırma için yeni olanaklar açacağını anlamak” dedi.
Gizli parçacık hareketini gözlemleme
Bu opak koşulları gözlemlemek için, araştırmacılar Dynamix adını verdikleri kendi özel X-ışını sistemlerini oluşturmak zorunda kaldılar. Aynı anda üç yönde çalışan Dynamix, nüfuz eden toprak kütlelerinin gerçek zamanlı gözlemini yapabilir.
Einav, “Granüler medyanın hızlı akışını anlamaya kararlıydık, ancak piyasada herhangi bir ekipman yoktu, bu yüzden kendimiz inşa etmeye karar verdik” dedi.
On yıl önce ilk kez tasarlanan bir fikirden, ekip beş yılını Dynamix’i inşa ederek geçirdi. Cihazın çerçevesi modüler, üzerine monte edilmiş üç X-ışını tüpünün ve dedektörlerinin yeniden konumlandırılmasını sağlamak için tasarlanmıştır. İlk deneylerinde, araştırmacılar, genel kütleyde nasıl oluştuğunu belirlemek için bir konveyör bandında bir cam boncuk yığını kullandılar, ancak cihazlarının daha fazlasını yapabileceğini belirlediler. Sadece cam boncukların ötesinde, Dynamix toprak veya hatta köpük gibi akan karışık ıslak veya kuru malzemelerden görebilir.
X-ışını verilerinden izleme akışı
Bu gözlemsel yeteneklere, ekip izleme verilerini ve grafik hareketini işlemek için benzersiz algoritmalar ekledi. Sistemi kullanarak ekip, gizlenmiş parçacık hareketini ilk kez haritalayabildi ve nihayet yüzey altı tane akışını yakaladı.
Einav, “Çözmek için bir sonraki gizem, ikincil akışın kökeni ve gücünün akan malzemenin özelliklerinden etkilenip etkilenmediğidir. Amacımız bu soruları matematiksel olarak açıklayabilecek modeller geliştirmektir” dedi.
İlginç bir şekilde, ekibin ilk odağı biraz farklıydı; Bunun yerine, çığlar veya toprak kaymaları gibi granüler akışların bir engeli etkiledikten sonra nasıl davrandığına baktılar.
Baş yazar Dr. Andres Escobar-Rincon, “Ancak, yüzeydeki varyasyonları fark ettiğimizde ve X-ışınları ile iç hızlarını inceledikten sonra, çığların ve heyelanların ötesinde meydana gelen karmaşık etkileşimlere baktığımızı fark ettik” dedi.
“Şimdi onları neyin yönlendirdiğini merak ediyoruz” diye ekledi.
Kağıt, “Granüler ortamdaki ikincil akışların deneysel teyidi”Ortaya çıktı Doğa İletişimi 26 Ağustos 2025’te.
Ryan Whalen, bilgilendirme için bilim ve teknolojiyi kapsar. Veri bilimi sertifikası ile tarihte bir MA ve kütüphane ve bilgi bilimi yüksek lisans derecesine sahiptir. Onunla iletişime geçilebilir [email protected]ve onu Twitter’da takip et @mdntwvlf.
Source link
