津波 - FloWave、エディンバラ
エジンバラ大学の FloWave は、高さ 28 m の波を作ることができる、世界最大の円形波と潮汐タンクです。
幅 25 メートル、深さ 5 メートルのプールは、波と潮力エネルギー マシン (海のエネルギーを電気に変換する) をテストするため、および海で波がどのように作られるかについての基礎研究のために建設されました。
168 個のコンピューター制御のパドルを使用して、FloWave は波と潮流を任意の方向に生成できます。
最近、エジンバラの研究者はオックスフォード大学の学者と協力して、異なる方向に移動する波が経路を横切るときに25メートル以上の「フリークウェーブ」がどのように形成されるかをよりよく理解する.これらの巨大な波は、何世紀にもわたって多くの船を沈めたと考えられています.
ただし、この写真の水しぶきは「パーティー トリック」であり、自然には発生しません。石を逆に投げるように、タンクの端にできた波紋が中央に向かって移動し、そこで収束して 2 トンの水を空中に真っ直ぐに発射します。
地震 - 電子防衛施設、日本
日本の神戸近くにある E-Defense 施設 (「E」は「地球」を表す) の「シェイク テーブル」は、世界最大です。
20m x 15m のプラットフォームには、24 個の空気圧ピストンの配列が隠されています。このピストンは、エンジニアによって制御され、実物大の建物を地震レベルの強度で 3 方向に揺さぶります。
2019 年 2 月にテキサス A&M 大学のエンジニアである Maria Koliou 博士が訪れたとき、彼女はこれらの家具付きの木造家屋を歩き回り、日本人の同僚が振動プログラムを実行するのを見ました。 1995年の建物。
「とても印象的でした」と Koliou は言います。 「これまで本格的なテストを見たことがありませんでした。」
右側の建物は、実際の状況に近づけるために、パイプが通り抜けて土に接地されていました.
日本の科学者は、建築会社が地震の際に人々の家をよりよく保護する方法を学ぶことを目的として、家屋に生じた構造的損傷を調査しました.
Wildfires - ワイルドファイア シミュレーター、サウスカロライナ州
山火事は、サウスカロライナ州チェスター郡にあるこの特別に設計された風洞で、山火事のように広がります。
これは、Insurance Institute for Business and Home Safety (IBHS) に属する 6 階建ての研究施設の一部です。
トンネルは、燃えている燃えさしが風によって駆動され、近くの建物に壊滅的な被害を与える可能性のある山火事でよく見られる「燃えさしの嵐」を生成するときに何が起こるかをシミュレートするために使用されます。
写真の右側では、マルチと木材で満たされた部屋で作られた燃えさしが、金属製のダクトからテスト スペースに吹き飛ばされています。建物は回転台の上に置かれているので、燃えさしをさまざまな方向から吹き飛ばすことができます。
研究者は、残り火がどのようにして通気口から建物に入り込むかを調査し、デッキやがれきが山火事の拡大にどのように役立つかを調べます。
この写真では、正面の窓の下にある植物が焚き火の役割を果たしている一方で、正面玄関の外にある木製の階段も炎に燃料を加えています.
竜巻 - デブリ衝突施設、テキサス州
レンガの壁を通して弾丸を撃つことはできませんが、木片を十分に強く発射すれば、もっと運が良くなるかもしれません.
ここでは、木片が粉々になりますが、レンガを突き破るほど速くは動いていません。しかし、時速 160 km では、テキサス工科大学の破片衝突施設の研究者が空気大砲から木片を発射して実証したように、それはすぐに突き破ります。
銃から発射された弾丸はより速く移動しますが、木片はより重いので、衝撃はより大きくなります.これは、竜巻によって高速で飛ばされたがれきがこれほど大きな被害をもたらす理由を説明しています。
研究者は大砲を使用して、時速 400 km で移動する竜巻の中で飛散する破片の影響をシミュレートし、防風シェルター、安全な部屋、ドア、窓を限界までテストします。
極端な温度 - Scania テスト施設、スウェーデン
スウェーデンのセーデルテリエにあるこの洗練された気象施設では、天候を制御できます。
トラック メーカーの Scania が 3,300 万ポンドの費用をかけて開発したもので、製造に 3 年を要し、最も過酷な気象条件で大型車両をテストすることを目的としています。
この写真の吹きだまりは、スキー リゾートで使用されているようなスノー キャノンによって生成され、高さ 3.75 m の単一のファンが吹雪に風を供給します。
別の日には、-35°C から最高 50°C まで温度制御システムが作動するため、砂漠の熱波に似た状況になることもあります。
湿度は 5 ～ 95% の範囲で変化し、シミュレートされた雨の液滴サイズも調整可能です。
駐車中の車両の下にあるローラーにより、研究者は時速 100 km までの速度を模倣し、ドライバーの視界、フロントガラスのワイパー機能、さまざまなコンポーネントの反応などの変数を研究できます。
Scania は、自社の施設が厳しい条件下での燃料効率を改善し、車両の排出量を削減するのに役立つことを望んでいます.
火山 - ニューヨーク州バッファローの大学
ラボで火山の溶岩をどのように調理しますか?ニューヨークのバッファロー大学のチームはレシピを書き留めています。45 リットルの玄武岩を炉に入れ、1,316°C に達するまで 4 時間焼き、断熱されたスチール製の箱に注ぎます。
この写真では、火山学者のインゴ ソンダー博士が溶岩をかき混ぜています。
彼の実験は、「水が溶けた岩石の中に閉じ込められたときに何が起こるかについての基本的な物理学」を調べています。
これは、科学者が 2010 年にアイスランドの灰雲イベントを引き起こしたような爆発についてより多くを学ぶのに役立つ可能性があります。この爆発では、氷河からの融解水が噴火中のエイヤフィヤトラヨークトル火山に流れ込み、火山灰を 9 km 上空に飛ばしました。 5 日間。
Sonder 氏のチームは、DIY の溶岩に水を注入することで、水が地表から 30 cm を超える深さで溶岩と接触すると、自然爆発が発生しやすくなることを発見しました。より浅い深さでは、水は爆発を引き起こす前に蒸気として逃げることができます
火災 - メリーランド州国立火災研究所
住宅や建物を外部から破壊する山火事のような自然災害ではありませんが、内部から発生する火災も同様に壊滅的な被害をもたらす可能性があります。
より良い建物とより安全な構造物をどのように構築できるかを理解するために、国立火災研究所は、最大 20 メガワットの制御された火災を発生させることができる 3,000 平方メートルの実験スペースを備えた巨大な施設を建設しました。 /P>
火災の際に新しい材料の構造的完全性に関するリアルタイム データを収集する機能により、科学者はそれらが建設に適しているかどうかをテストし、最大 9 階建ての高さの建物や部屋で火災を再現できます。
これらの研究がどれほど重要であるかについての証拠が必要であるかのように、水をまいたクリスマス ツリーと乾いたクリスマス ツリーに火をつけたときに何が起こったかの違いを確認する必要があります
もっと写真を見る
アイテム 1/15 を表示
- この記事は BBC Science Focus で最初に公開されました 2019 年 4 月、Alexander McNamara による sciencefocus.com の追加レポート – 購読はこちら
Twitter、Facebook、Instagram で Science Focus をフォロー とフリップボード
