Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Lepsze narzędzia do modelowania erozji

W wyniku globalnego ocieplenia obszarom nizinnym mogą w jeszcze większym stopniu zagrażać powodzie. Finansowane ze środków UE konsorcjum złożone z inżynierów i naukowców opracowało ulepszone narzędzie obliczeniowe do modelowania zjawisk związanych z interakcjami między glebą a cieczą oraz erozjami.
Lepsze narzędzia do modelowania erozji
Działalność ekonomiczna, rozrost populacji oraz efekty zmian klimatu wywierają presję na tereny zamieszkane w deltach rzek i dorzeczach oraz na obszary przybrzeżne na całym świecie. Postępy w dziedzinie inżynierii pozwalają na osuszanie kolejnych terenów, które jednak wymagają stosowania większych i skuteczniejszych zabezpieczeń przeciwpowodziowych.

Wznoszenie budowli na terenach przybrzeżnych i w dorzeczach bywa wysoce skomplikowane i wymaga przeprowadzania kosztownych eksperymentów na modelach w różnej skali. Ponadto do niedawna brak było modeli numerycznych uwzględniających w sposób precyzyjny duże odkształcenia gleby i interakcje między glebą a wodą pod wpływem działania zmiennych prądów.

Problemem tym zajęli się uczestnicy projektu GEO FLUID ("Enhancement of the Material Point Method for fluid-structure interaction and erosion"), którzy opracowali model do badania erozji. Konsorcjum rozszerzyło i uogólniło metodę punktów materialnych (MPM), aby rozwiązać problemy dotyczące interakcji cieczy z ciałami stałymi. Umożliwiła ona zidentyfikowanie interakcji między cieczami i strukturami oraz modelowanie erozji i transportu osadów w przepływach w kanałach otwartych.

Partnerzy projektu posłużyli się równaniem Naviera-Stokesa do opisania ruchu cieczy lepkiej i zastosowali je do MPM w celu przeprowadzenia symulacji interakcji cieczy z powierzchnią. Naukowcom udało się przeprowadzić modelowanie interakcji cieczy z ciałem stałym oraz instalacji geokontenera na dnie akwenu wodnego. Geokontenery to duże worki wypełnione ziemią, wykorzystywane do naprawiania uszkodzonych wałów i wznoszenia tymczasowych zapór.

Rozszerzona metoda MPM może zostać zastosowana do materiałów sypkich, takich jak piasek czy żwir. Możliwe jest także modelowanie bardziej złożonych zjawisk, na przykład przesączania przez materiał porowaty czy też fluidyzacji gleby i sedymentacji materiału ziarnistego zawieszonego w wodzie. Ponadto, MPM pozwoliła na modelowanie procesu podmywania, polegającego na erodowaniu gleby i transportowaniu jej w inne miejsca.

Narzędzie obliczeniowe GEO FLUID może być używane do projektowania skuteczniejszych geokontenerów oraz do przewidywania efektów podmywania i erozji. Metoda opracowana w ramach projektu może zatem posłużyć do typowania regionów zagrożonych powodziami i podobnymi zdarzeniami oraz pomóc w przygotowywaniu planów ewakuacji lub obrony zagrożonych terenów.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę