Учёные Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и Кембриджского университета (Великобритания) разработали математическую модель, которая описывает движение лавы по наклонной плоскости. По словам исследователей, эта модель позволит уменьшить урон от извержений.
«В рамках международного исследования, которое стартовало в 2019 году, мы анализируем течение вязкой жидкости вдоль неровных поверхностей, пытаясь определить, как нужно модифицировать поверхность, чтобы лава растекалась медленнее», – отметил профессор Кембриджского университета Герберт Хупперт. Он добавил, что в будущем эта математическая модель поможет спасать жизни людей.
Международная исследовательская группа рассчитала параметры вблизи фронта лавы. «В решении использовалась теория смазки, традиционно применяемая для описания течения тонкого слоя вязкой жидкости», – сообщил доктор физико-математических наук из Высшей школы теоретической механики и математической физики Физико-механического института СПбПУ Виталий Кузькин. Ученые объяснили, как наклон поверхности влияет на скорость распространения жидкости и форму гравитационного потока. Они вывели формулы, описывающие движение лавы с учетом перепада давления и влияния силы тяжести. У этой задачи есть несколько временных масштабов. Сначала жидкость «не чувствует», что движется под наклоном, и течёт как будто по горизонтальной плоскости. Наклон начинает проявляться спустя время, обратно пропорциональное углу наклона в степени 5/2.
В перспективе учёные хотят усложнить математическую модель, чтобы учесть сложную криволинейную поверхность горных массивов, сравнить влияние наклона и кривизны поверхности на течение лавы.
Источник фото: Marc Szeglat on Unsplash
