طراحی مدل سه بعدی ساختار درونی زلزله
چه چیزی باعث ایجاد بهمن می شود؟ چه چیزی لغزش صخره کوه ها را ایجاد می کند؟ چرا هنگام قدم زدن در ساحل ماسه ای ، در آن غرق نمی شویم ؟ در زمان زلزله چه اتفاقی برای زمین رخ می دهد؟ این سوالات ، پرسش هایی است که همواره از سوی دانشمندان مطرح بوده و باعث شده تا پژوهشگران دانشگاه دوک (Duke) انگلستان وادار به انجام تحقیق به منظور یافتن پاسخی برای این سوالات شوند .
این محققان برای به دست آوردن پاسخ دقیق از تصویربرداری سه بعدی استفاده کرده تا بتوانند داخل دینامیک مکانیکی (mechanical dynamics) شرایط فشار بالای مواد گرانول یا دانه دار ، مانند برف ، خاک ، شن و ماسه را مشاهده کنند .
ادغام پیچیده ای از سنسورهای نیرو، دوربین های دیجیتال و الگوریتم های پیشرفته کامپیوتر به پژوهشگران اجازه داد تا بتوانند نفوذ این مواد و دقت بسیار نیروهای به کار رفته توسط ذرات مجاور را در سه بعد ببینند .
پژوهشگران در این آزمایش به جای استفاده از شن ، برف و خاک واقعی، دانشمندان از دانه های هیدروژل شفاف در یک جعبه از جنس Plexiglass استفاده کردند . توده ای از این دانه ها برای شبیه سازی تراکم و ویژگی های فیزیکی هر ماده به کار برده شد . درنتیجه پیستون به صورت مکرر دانه ها را به زیر فشار داده ، دوربین های دیجیتال و سنسورها ، عکس های فوری مقطعی را از این رخداد ثبت می کردند .
در این آزمایش محققان موفق شدند تا جزئیات دندانه های کوچک را به عنوان تنظیم فشار ذرات با یکدیگر که نشان دهنده نیروهایی که به یکدیگر وارد می کنند ، را به تفصیل شرح دهند . این پژوهشگران در حال حاضر با استفاده از داده های تازه جمع آوری شده به مدل سازی بهتر رفتار مکانیکی مواد گرانول در طول پدیده های زمین شناسی در مقیاس بزرگتر پرداختند .
نیکولا برودو (Nicolas Brodu) از محققان این تیم پژوهشی که در حال حاضر به فعالیت پژوهشی در موسسه فرانسوی تحقیقات علوم کامپیوتر و اتوماسیون مشغول است ، در این رابطه اظهار کرد : این مدل سازی به ما امید می دهد که آنچه در حادثه لغزش زمین رخ می دهد ، هنگامی که توده ای خاک و سنگ از سطح بدنه کوه سست شده و به پایین می لغزد را درک کنیم .
او در ادامه می گوید : در واقع این فعالیت ها در ابتدا مانند یک جامد عمل می کند و پس از آن به دلایلی که هنوز فیزیکدانان از آن بی اطلاع بوده و مکانیسم آن را درک نمی کنند ، به طور ناگهانی مواد به یک بی ثباتی رسیده و همانند یک مایع شروع به جریان و روان شدن می کنند . این انتقال حالت از جامد به مایع می تواند تنها در حالتی درک شود که شما بدانید در داخل خاک چه خبر است و چه می گذرد .
این تحقیقات و نتایج حاصل از ان در آخرین شماره مجله ارتباطات طبیعت (Nature Communications) به چاپ رسیده است .
No tags for this post.
