In veel kustgebieden en kloven, onstabiele kliffen mislukken vaak wanneer de funderingsrots eronder wordt verpletterd. Er kunnen grote watergolven ontstaan, de veiligheid van mensen bedreigen.

In deze week Fysica van vloeistoffen wetenschappers in China onthullen het mechanisme waardoor deze kliffen instorten, en hoe groot, tsunami-achtige golven, bekend als impulsgolven, zijn gemaakt. Er zijn maar weinig experimentele studies naar dit fenomeen uitgevoerd, dus dit werk vertegenwoordigt waardevolle nieuwe gegevens die kunnen worden gebruikt om te beschermen tegen dreigende rampen.

De experimenten werden uitgevoerd in een transparante, rechthoekige doos. Aan het ene uiteinde van de doos werd een grote hoeveelheid water geplaatst en aan het andere een korrelige hoop. De paal wordt van het water gescheiden door een beweegbare poort. Als de poort snel omhoog wordt gebracht, de stapel stort in en glijdt in het water, golfwerking induceren.

De vorm van de korrelige deeltjes is gekozen om te lijken op de vormen van monsters uit het Three Gorges Reservoir-gebied in China. Beweging van het waterlichaam werd waargenomen met extra zwevende en gesuspendeerde deeltjes. Bewegingen van deze tweede groep deeltjes werden gedetecteerd door een camera buiten de doos met 100 frames per seconde.

De onderzoekers varieerden de breedte en hoogte van de korrelige stapel en, afzonderlijk, de hoogte van het waterlichaam. De hoogte-breedteverhouding van de paal bleek kritisch te zijn, bepalen hoe de paal instort en welke soorten impulsgolven worden geproduceerd.

De stapel stortte in vier fasen in, uiteindelijk het water wegduwen. De resulterende waterbewegingen werden onder bepaalde omstandigheden terug naar de paal overgebracht, draaikolken creëren. Er werden drie soorten watergolven gegenereerd:overgangsgolven, eenzame golven en boringen.

Overgangsgolven nemen geleidelijk af naarmate ze zich voortplanten. Eenzame golven, Hoewel, bestaan ​​uit een enkele waterkam die snel beweegt, zonder de amplitude te verminderen. In een boring, de bovenkant van de golf breekt en stroomt naar voren.

Door de waargenomen experimentele gegevens in een formule te passen, de onderzoekers ontwikkelden een manier om te voorspellen welk type golf zou worden geproduceerd.

"Deze formules zijn zeer geschikt voor het bezwijken van gedeeltelijk verzonken korrelige palen, " zei co-auteur Huang Bolin.