science >> Wetenschap >  >> Fysica

Sneeuwgedrag begrijpen en voorspellen

Krediet:CC0 Publiek Domein

Ingenieurs van de Universiteit van Luxemburg werken samen met wetenschappers van het WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF in Zwitserland om de mechanische eigenschappen van sneeuw beter te analyseren. Het project heeft als doel een computermodel te ontwikkelen dat kan helpen bij het oplossen van typische sneeuwgerelateerde technische problemen. Het model kon, bijvoorbeeld, worden gebruikt om lawines te anticiperen, om de belasting van gebouwen door sneeuw te bepalen of de tractie van voertuigen op besneeuwde oppervlakken te berekenen door het gedrag van sneeuw te voorspellen.

Na verschillende overstromingsscenario's te hebben bestudeerd, ontwikkelde een innovatieve wiskundige methode om de stroom van puin te simuleren en voorspelde de mechanische impact ervan op gebouwen en constructies, Bernhard Peters, hoogleraar Thermo- en Fluiddynamics en hoofd van het LuXDEM onderzoeksteam aan de Faculteit der NWI, Technologie en Communicatie (FSTC), heeft zijn onderzoeksactiviteiten uitgebreid tot sneeuwsimulaties.

Prof. Peters ontwikkelt nu met zijn onderzoeksteam een ​​model dat de eigenschappen en het gedrag van sneeuwmassa's onder hoge en lage spanningssnelheden berekent op basis van de structuur van microscopisch kleine sneeuwdeeltjes. "Zo'n model heeft verschillende voordelen ten opzichte van traditionele sneeuwmodellen. Ten eerste, ons model kan direct rekening houden met microstructurele informatie. Tweede, het omvat contacten en hechting tussen de sneeuwkorrels. Derde, het kan expliciet rekening houden met de grote verplaatsingen en herschikking van de sneeuwkorrels tijdens vervorming. Vandaar, dit deeltjesmodel omvat expliciet alle relevante fysische microschaalprocessen", legt Bernhard Peters uit.

Om dit nieuwe model te valideren, Professor Peters betrok veldexperts van een van de wereldberoemde instituten op het gebied van sneeuwonderzoek, namelijk het WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF, gevestigd in Davos Dorf, Zwitserland. "Het project combineert complementaire expertise van de twee betrokken onderzoeksgroepen, waarbij Luxemburg een expert is in modellering van discrete elementen en Zwitserland in het tomografisch onderzoek en experimentele meting van sneeuwkenmerken", voegt prof. Peters toe.

Het binationale project werd officieel gelanceerd tijdens een kick-off meeting op 8 december 2016 en wordt gefinancierd door de Fond National de la Recherche Luxembourg (FNR) en de Swiss National Science Foundation (SNSF) voor een periode van 3 jaar.