Проведя лабораторные исследования, имитирующие движение песчаных дюн, ученые из Кембриджа выяснили, какие факторы позволяют дюнам преодолевать преграды, а какие препятствуют их продвижению.
Расширение пустынных территорий приводит к тому, что песчаные дюны представляют все большую опасность для близлежащей инфраструктуры, засыпая дороги и разрушая здания. Движущиеся дюны на морском дне создают препятствия для судоходства и приводят к повреждению подводных кабелей и трубопроводов. В некоторых ситуациях необходимо немедленно остановить продвижение дюны, однако в других случаях предпочтительнее обеспечить ее быстрое прохождение через препятствия, поскольку неподвижная песчаная масса с большей вероятностью может повредить трубопроводы.
В ходе серии лабораторных экспериментов британские исследователи изучили взаимодействие дюн с препятствиями различной формы. Для этого была создана кольцевая емкость, заполненная песком и водой. В воду поместили лопасти, вращение которых создавало течение и вызывало движение дюн. Варьируя размер и форму препятствий, установленных на пути дюн, ученые наблюдали за их взаимодействием.
Высокие и узкие объекты наиболее эффективно останавливают движение песчаных дюн, а цилиндрические формы, такие как трубопроводы, позволяют им легко проходить сквозь себя. На основе полученных результатов была разработана модель, предсказывающая взаимодействие песчаной дюны и препятствия. Анализ показал, что турбулентные потоки воздуха или жидкости по краям оказывают значительное влияние на перемещение песчаной дюны.
Полученные данные позволят разрабатывать более действенные барьеры для защиты сельскохозяйственных угодий и инфраструктуры от песчаных дюн. Также, зафиксировав миграцию дюн, исследователи рассчитывают сохранить их природный комплекс.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physical Review Fluids.