SLF研究所3D打印積雪模型，研究雪崩發生機理
時間：2023-08-10 12:58 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2023年8月9日，為了更好地了解雪崩是如何引發的，瑞士阿爾卑斯山度假小鎮達沃斯一個獨特的寒冷實驗室的研究科學家正在掃描和3D打印雪的橫截面。全球領先的雪崩研究所（WSL-Institut
fürSchnee- und Lawinenforschung
SLF）研究團隊創建的模型是為了模擬風對新落雪的影響，從而了解容易發生雪崩的雪層是如何工作的。這只是一系列利用3D打印來研究天氣事件和小行星、地震、火山、山體滑坡等自然災害的研究項目中的最新項目。
據《國家地理》報道，積雪是在山坡等區域堆積的雪、冰和其他物質層，當這些層滑落時，就會發生雪崩。積雪可達數十米厚，具體取決于降雪量，并且積雪層具有不同的紋理和厚度。當這個不穩定的物體脫離斜坡時，雪崩就會開始。當雪滾下山時，雪會變得更快，在移動過程中會卷起更多的雪，并產生一條快速移動的雪河和上升到空中的冰粒云。一場完全發展的雪崩速度可以超過每小時320公里，重量可達一百萬噸，這可能會導致相當致命的情況。
SLF是瑞士聯邦研究所WSL的一部分，因此屬于蘇黎世聯邦理工學院范疇，成立于1936年，擁有員工180名，由瑞士政府和與項目相關的第三方基金資助。這個跨學科研究機構和服務中心幫助解決緊迫的社會問題，例如分析山區的環境和氣候變化，并在每日兩次的雪崩公告中向人們發出自然災害警告。它還監測和研究自然災害、山區生態系統、雪和永久凍土的起源、演變和狀況，并進行基礎和高級雪崩研究，包括雪崩如何發生和在地形上移動。
他們在積雪研究中的主要目標之一是確定積雪在各種條件下如何積聚和變化，以便了解滑雪板等材料如何最好地在積雪上滑行，以及積雪中的薄弱層如何形成和破裂，從而導致雪崩。這項工作大部分發生在
SLF 的寒冷實驗室中，該實驗室的溫度保持在-20°C，需要研究人員在進入內部之前穿好衣服。SLF 媒體官員 Martin
Heggli表示他們可以在實驗室中儲存積雪樣本。
研究人員還在實驗室的一間冷室中自己制造雪，在尼龍線上生長雪晶。他們通過風洞了解風如何輸送雪。當風卷起雪并將其沉積在其他地方時，可能會導致雪崩，正如黑格利解釋的那樣，他們想更好地了解這一點，它是如何工作的以及雪是如何移動的。他們使用
X 射線機檢查雪的微觀結構，在掃描樣本的同時，樣本也會被旋轉以生成 3D 圖像，然后用于創建大型 3D 打印件。
Heggli解釋道：“在這里我們看到有非常不同類型的雪，就像這一場。這里非常緊湊，這實際上是冰，然后還有非常細的雪。我們試圖了解雪層形成時如何變化。我們稱其為弱層，因為它的力學不是很穩定。只需要一點點，例如滑雪者越過它，負載就可以穿過雪。然后這一層就會破裂，雪崩就會滑落。”
SLF阿爾卑斯群眾運動研究單位負責人Johan Gaume 教授也有需要 3D
打印的計劃。他的團隊使用基于稱為 MPM（質點法）的混合數值技術的 3D
模型，對山區環境中發生的質量運動（包括落石和雪崩）進行建模。當被問及他最令人驚訝的科學結果時，他解釋說，這與“雪板雪崩釋放中的裂紋擴展”有關。
Gaume教授繼續說道：“在比平常更大的規模進行模擬之后，我們感到驚訝：薄弱層的斷裂速度比迄今為止進行的任何測量都要快，我們認為我們的代碼有問題！但我們沒有這樣做，最終我們明白了發生了什么。令人高興的是，這一結果將相互矛盾的理論統一起來，具有重要的實際影響。”
他所在的單位計劃使用大型 3D 打印機來制造復雜的 3D 地形，這將使他們能夠完成顆粒流實驗，收集數據以進行模型驗證，并更多地了解顆粒流以及它們如何與各種地形特征相互作用。
(責任編輯：admin)
NASA與ICON聯手推進太空3D
第八屆醫院3D打印論壇：個
3D打印巨頭Stratasys收購
Nature子刊：3D打印技術助
全球兩大3D掃描儀巨頭合并
美國交通部長稱，FAA正借最新內容
美國空軍2860萬美
美國軍工企業強強
美國斥資450萬美
GoEngineer通過收
3D食品打印：烹
卡內基梅隆研究人熱點內容
