science >> Wetenschap >  >> Fysica

viaducten gebruiken als beschutting tegen tornado?

De windtunnel en schaalmodel van het viaduct. Krediet:Alex Ensign

Meteorologen en hulpverleners blijven de populaire gedachte betwisten dat wachten op een tornado onder een viaduct veilig is. Volgens de National Weather Service zou dit het risico op overlijden zelfs kunnen vergroten, deels omdat men denkt dat de wind van een tornado versnelt terwijl deze onder het viaduct door stroomt, in wat bekend staat als het windtunneleffect.

Er zijn echter maar weinig experimentele studies die laten zien hoe deze versnelling precies plaatsvindt of helemaal niet plaatsvindt. In Fysica van vloeistoffen onderzoekers van de Universiteit van Rhode Island hebben geen bewijs gevonden voor een dergelijke versnelling.

"In ons onderzoek is er geen enkele bevinding die suggereert dat je een viaduct wel of niet moet gebruiken voor bescherming tegen een tornado als een laatste toevluchtsoord," co-auteur D.M.L. zei Meyer.

De onderzoekers onderzochten de druk-, snelheids- en krachtvelden van tornado-sterkte wind rond een viaduct. Experimenten werden uitgevoerd in een standaard windtunnel met behulp van een geschaalde geometrie van een viaduct. Een grote ventilator werd gebruikt om lucht door de tunnel te zuigen met een topsnelheid van ongeveer 130 mijl per uur.

De onderzoekers vonden geen windtunneleffect in hun experimenten.

"Dat betekent echter niet dat het effect helemaal niet plaatsvindt, alleen niet op de locaties waar we ons op hebben gericht," zei Meyer. "Er zijn meer gegevens en analyses nodig om te bepalen hoe complexe tornado-sterkte winden interageren met de omgeving onder een viaduct, en ons artikel biedt een begin."

Een viaduct kan hoe dan ook een gevaarlijke plaats zijn voor onderdak. De wind neemt mogelijk niet af, afhankelijk van de locatie, en rondvliegend puin kan delen van het viaduct bereiken die beschermd lijken tegen de wind.

De onderzoekers bestudeerden vier locaties:direct boven het viaduct, direct eronder, tussen de I-balken en het midden van de rijbaan onder het viaduct. Snelheids- en dynamische drukmetingen werden onafhankelijk op elke locatie verkregen terwijl het viaduct 0-90 graden werd gedraaid in stappen van 10 graden rond zijn verticale as. Lift- en sleepkrachten werden ook gemeten.

Windtunnelen kan worden uitgelegd met behulp van een tuinslang. Water dat door de slang stroomt, stroomt met een constant debiet, omdat de diameter constant is over de hele slanglengte. Plaats een duim gedeeltelijk over de opening van de slang en de stroom vernauwt, waardoor het water versnelt vanwege de kleinere doorsnede. Hierdoor spuit het water verder dan zonder de duim.