Сотрудник НИИ ПММ ТГУ Константин Жильцов совместно с коллегами из Института прикладной механики РАН исследует особенности вихревого механизма подавления волн цунами подводными преградами. Ученые проводят многочисленные эксперименты в лабораторных условиях и строят математические модели, которые помогут подобрать оптимальную конструкцию и высоту барьера, необходимую для уменьшения разрушительной силы гигантских волн. Проект поддержан Научным фондом ТГУ им. Д.И. Менделеева.

Самое смертоносное цунами в современной истории случилось в 2004 году. Его спровоцировало землетрясение магнитудой более 9 баллов, произошедшее в Индийском океане 26 декабря. От цунами пострадали Индонезия, Шри-Ланка, Индия, Тайланд и другие страны. По разным данным погибло от 225 до 300 тысяч человек.

- Цунами - одно из наиболее губительных стихийных бедствий на планете, от которого человечество еще не научилось защищаться и которое пока не в полной мере умеет прогнозировать, - говорит научный сотрудник НИИ ПММ ТГУ Константин Жильцов. - Вдали от побережья волны цунами не представляют никакой опасности, т.к. там их высота меньше метра, но вблизи мелководья и в прибрежных бухтах высота волны может превысить 20 метров. И хотя при этом длина волны сокращается, ее разрушительная энергия практически не изменяется.

Отдельные страны пытаются решить эту проблему за счет возведения в прибрежной зоне или на мелководье преград, которые возвышаются над уровнем моря на 10-15 метров. Но предугадать, насколько высокую волну спровоцирует землетрясение, произошедшее в море или далеко в океане, невозможно.

Например, в Японии высота волн цунами, возникшего в 2011 году в результате землетрясения в Тихом океане, достигала 15-19 метров. Чтобы полностью защититься от такой волны за счет полного ее отражения, необходима преграда высотой 30-38 метров над уровнем моря. Безусловно, строительство таких барьеров - дело чрезвычайно затратное и практически нереальное.

- Чтобы избежать масштабных разрушений на побережье, вовсе не обязательно строить многометровую стену и останавливать цунами, - говорит Константин Жильцо в. - Бывает важно не столько остановить волну, сколько максимально погасить ее энергию. Наши исследования показали, что кроме отраженной от преграды энергии, значительная часть энергии цунами (до 50%) может быть поглощена вихревыми потоками, которые образуются в момент, когда волна взаимодействует с преградой, имеющей оптимальную конструкцию. Физика этих процессов достаточно сложна.

Исследовать особенности распространения волн цунами и их взаимодействия с различными преградами помогают математические модели, построением которых занимается Константин Жильцов. Они же в сочетании с детальными компьютерными расчетами помогают узнать, какая часть энергии цунами уходит назад в океан, а какая поглощается в вихревых образованиях вблизи преград. Экспериментальная и теоретическая часть исследований проводится под руководством доктора технических наук, главного научного сотрудника ФГБУН Института прикладной механики РАН (ИПРИМ РАН) и сотрудника ТГУ Бориса Бошенятова. Эксперименты в специальной гидродинамической установке ИПРИМ РАН позволяют получить новые данные и подтвердить точность теоретических моделей и численных расчетов.
В перспективе наработки ученых в совокупности результатами исторических данных позволят подбирать оптимальные параметры, архитектуру и условия расположения подводных преград. Ученые планируют продолжить свои исследования - использовать более сложные математические модели для прогноза взаимодействия цунами с преградой и оценки остатка энергии волн, угрожающих суше.

Похожие новости

  • 10/10/2017

    Студенты ТПУ предложили определять запасы нефти с помощью смартфона

    ​​​Магистранты ТПУ Анжелика Посвященная и Эльдар Уразов стали победителями международного конкурса Young Vision Award​, организованного крупнейшими газовыми и нефтяными компаниями Wintershall и Gazprom International.
    407
  • 07/11/2018

    Практики ТПУ вошли в доклад CESAER о роли технических вузов в развитии инновационных экосистем

    ​Кейс с практиками Томского политехнического университета вошел в экспертный доклад о роли технических вузов в развитии инновационных экосистем Ассоциации ведущих европейских университетов в области инженерного образования и исследований CESAER.
    281
  • 07/08/2018

    Магистранты ТПУ примут участие в работе над уникальными проектами

    ​Магистрантам Томского политехнического университета предлагают стать участниками уникальных исследовательских проектов в составе научных групп под руководством ведущих ученых вуза. Одной из таких научно-исследовательских групп является коллектив научно-образовательного центра Н.
    440
  • 31/01/2017

    ТПУ возглавит проект по исследованию доюрских отложений нефти Томской области

    ​"Газпромнефть-Восток" (дочернее предприятие "Газпром нефти") утвердил план совместного с администрацией Томской области проекта по исследованию трудноизвлекаемых запасов нефти (ТРИЗ) в отложениях доюрского комплекса региона.
    663
  • 06/09/2017

    Инновационные разработки ТПУ были представлены на выставке томской продукции

    ​Во вторник, 5 сентября на площадке Томского электромеханического завода (ТЭМЗ) прошла выставка, на которой предприятия города и области демонстрировали своювысокотехнологичную продукцию и новые технологии.
    1169
  • 14/06/2018

    ТПУ создаст комплекс по переработке золошлака северской ТЭЦ

    ​Томский политехнический университет разработает мобильный модульный комплекс по переработке золошлаковых материалов северской ТЭЦ. Этот комплекс производительностью не менее 42 тонн в час по исходному сырью позволит получать из продуктов сгорания угля, находящихся сегодня на золоотвале, продукты, интересные рынку.
    386
  • 16/01/2019

    ИОА СО РАН вошел в консорциум, создавший новый инструмент для поиска нефти в Арктике

    ​Команда консорциума под руководством Томского государственного университета создала аппаратно-программный комплекс для дистанционного поиска, разведки и мониторинга месторождений нефти и природного газа в Арктике.
    563
  • 13/12/2018

    Геологи узнали, как возникло крупнейшее месторождение железа в Сибири

    ​Российские и индийские геологи выяснили, что Бакчарское железнорудное месторождение, крупнейшее в Сибири, сформировалось в крайне необычных условиях, о которых раньше ученые не подозревали. Их выводы были представлены в журнале Marine and Petroleum Geology.
    531
  • 14/12/2018

    Томские и индийские ученые исследуют крупнейшее месторождение железной руды

    ​Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Индийского института технологии (Бомбей) исследуют одно из крупнейших месторождений железной руды в мире — Бакчарское железорудное месторождение, находящееся в Томской области.
    628
  • 29/11/2018

    Томские геологи запустили установку, которая поможет «читать» историю Земли

    ​В лаборатории геохронологии и геодинамики ТГУ, созданной в рамках мегагранта Правительства РФ, состоялся запуск уникального оборудования – установки для проведения радиоизотопного датирования. С ее помощью геологи смогут восстанавливать прошлое Земли – определять продолжительность климатических циклов, производить реконструкцию суперконтинентов.
    995