В лабораторных условиях учёные из Кембриджа проследили движение песчаных дюн и выяснили, какие барьеры пропускают его сквозь себя, а какие — останавливают.
Расширяющиеся пустыни представляют угрозу для инфраструктуры, поглощая дороги и здания. Дюны на морском дне создают препятствия судоходству, разрушая кабели и трубопроводы. В некоторых ситуациях остановка дюны необходима, но в других случаях целесообразнее позволить ей пройти как можно быстрее, например, если это предотвратит повреждение труб.
В лаборатории британские учёные провели эксперименты с дюнами, изучая их взаимодействие с препятствиями разной формы. Для этого построили кольцевой резервуар с песком и водой. В воду помещали лопасти, создающие течение, заставляющее дюны двигаться. На пути дюн ставили различные по размеру и форме препятствия для наблюдения за их взаимодействием.
Исследования выявили, что наилучшим образом останавливают передвижение дюн высокие и стройные преграды, а цилиндрические (например, трубопроводы) пропускают его наиболее эффективно. Ученые на основе результатов построили модель, предсказывающую взаимодействие дюны с препятствием. Оказалось, что движение песчаной дюны существенно зависит от турбулентных потоков воздуха или жидкости у ее сторон.
Работы позволят строить более действенные заграждения для предотвращения распространения песчаных дюн на поля и объекты инфраструктуры. Ограничение передвижения дюн позволит сохранить их экологический баланс.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physical Review Fluids.