සිලින්ඩරාකාර බාධක ගොන්න හිමධාවය ගලායාම මන්දගාමී කරයි

සිලින්ඩරාකාර බාධක වනාන්තරය හිමධාවය ගලායාම මන්දගාමී කරයි

පහළ බෑවුම් ප්‍රවාහය: සිය අත්හදා බැලීම් සිදු කරමින්  විද්‍යාගාරයේ සිටින පර්යේෂකයන් (අනුග්‍රහය: Université Paris-Saclay/FAST)

අවදානමට ලක්විය හැකි බෑවුම්, සෑම මීටර් තුනෙන් තුනට රෝපණය කරන ලද ගස්වලින්  ආවරණය කිරීමෙන් හිම කුණාටු ගලායාමේ අනුපාතය තුනෙන් දෙකකින් අඩු කළ හැකිය. මෙය ප්‍රංශයේ පර්යේෂකයන් පිරිසකගේ නිගමනයයි.  ඔවුන්, එම නිගමනයට එළඹ ඇත්තේ අත්හදා බැලීම් පැවැත් වීමෙන් සහ නව න්‍යායික ආකෘතියක්  භාවිතා කරමිනි.  හිමධාවයන්ගෙන් ඇතිවෙන හානි  ගැන අවබෝධයක් ලබා ගැනීම සඳහා බෑවුම් ඔස්සේ මිලිමීටර ප්‍රමාණයේ   කණික ගලා යන විට  සිලින්ඩරාකාර බාධක “වනාන්තරයක්” පිහි‍ටුවීමෙන් ඇතිවන  බලපෑම මෙම මොඩලයෙන් නිරූපණය කෙරින..

“හිමදාවයන් කඳු බෑවුම් සහිත කඳුකර ප්‍රදේශවල ජීවත්වන මිනිසුන්ට තර්ජනයක්,” යයි අධ්‍යයන කණ්ඩායම් නායක, පැරිසියේ Paris-Saclay  විශ්ව විද්‍යාලයේ FAST රසායනාගාරයේ, Philippe Gondre පැහැදිලි කරයි, “මෙවැනි අනතුරකට එරෙහිව හැකි ආරක්‍ෂාව සලසා ගැනීම වර්ධනය කර ගැනීමට උපකාර කිරීම සඳහා මෙම සංසිද්ධීන් පිළිබඳ වඩා හොඳ දැනුමක් තවදුරටත් අවශ්‍ය වේ.”

ධාවයන්(ගලායාම්) අඩු කරන්නට කණු බලපාන්නේඉ සුළුප‍ටු ආකාරයෙන් නොවේ.

වන ආවරණය නිසා හිමධාව ගලායාම යම් ප්‍රමාණයකට මන්දගාමී වනු ඇතැයි පර්යේෂකයන් කොහොමටත් අපේක්ෂා කළ අතර, බෑවුමක කුලුනු  වැනි බාධක පැවතීම  ගලායාම විශාල ආකාරයෙන් අඩු කරන බව ඔවුහු සොයා ගත්හ. “කණු පිහි‍ටුවා නොමැති විට, සාමාන්‍ය කණිකා ප්‍රවාහ ප්‍රවේගය, ස්ථර ඝනකම සමඟ වේගයෙන් වැඩි වන අතර, බාවුමේ ඉහළ කුලුනු බහුලව පිහි‍ටුවා තිබීමෙන් කණිකා ප්‍රවාහ ප්‍රවේඉගයටෑති කණික ස්ථරයේ ඝණකමෙහි බලපෑම සම්පූර්ණයෙන්ම පාහේ ස්වාධීන වේ,” Gondret, Physics World වෙත ප්‍රකාශ කළේය.

පර්යේෂකයෝ,  ඔවුන්ගේ අත්හදා බැලීම් වලට අවශ්‍යවන බෑවුමක් නිර්මාණය කරගැනීම සඳහා මීටරයක් දිග සහ සෙන්ටිමීටර 50 ක් පළල ලෑල්ලකින්  ‘කෘතිම’ බෑවුමක් තැනූහ. බාවුමේ ආනති(ඇලවීමේ) කෝනය හොඳින් පාලනය කර ගත හැකි ආකාරයට එය සකස් කර තිබුණි. ගලා යන කණිකාමය ද්‍රව්‍යවල (පහසුවෙන් ගලා නොයන ද්‍රව ප්‍රවාහය පිළිබඳ අධ්‍යයන කරන)ස්‍රැති විද්‍යාත්මක(rheological properties) ගුණාංග අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා එවැනි සැකසුම් සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා කරනු ලැබේ. එනමුත් Gondret සහ සගයෝ ඊට වෙනසක් එක් කළහ: ඔවුහු ලෑල්ල,  නිත්‍ය පරතරයකින් යුත් මිලිමීටර් 2 ක් පමණ විෂ්කම්භයකින් යුත් කුලුනු “වනාන්තරයකින්” (සමූහයකින්) ආවරණය කළහ. මෙම කුලුනු, ස්වභාවික බාධක පැවතීම අනුකරණය කරන අතර, හිමධාවය නිසා ඇති විය හැකි විනාශය අඩු කිරීමට ඒවා උපකාරී වන බව දන්නා කරුණකි. කුලුනු අතර පරතරය වෙනස් කිරීමෙන්, කුළුණුඒවයේ ඝනත්වය ප්‍රවාහයට බලපාන ආකාරය අධ්‍යනය කිරීමට පර්යේෂකයන්ට හැකි විය.

හිම වෙනුවට වීදුරු පබළු ආදේශ කර අත්හදාබැලීම සිදුකරති.

ඔවුන්ගේ කෘතිම “වනාන්තර බෑවුම” ස්ථානගත් කිරීමෙන් අනතුරුව, පර්යේෂකයෝ, හිමධාවයන් අනුකරණය කිරීමට සූදානම් වූහ. “ඒ සඳහ අපි භාවිතා කළේ, කණිකා වර්ගය මිලිමීටර් 0.5 ක පමණ විෂ්කම්භයකින් යුත් වීදුරු පබළු වන අතර ඒවා වැලි කැට මෙන් නමුත් ගෝලාකාර හැඩයක් ඇත,” Gondret පැහැදිලි කරයි. ” සමතලයේ  අගට වැටෙන කණිකාවල බර කාලයේ කාර්යයක් ලෙස සපයන පරිගණකයකට සම්බන්ධ කරන ලද පරිමාණයක් භාවිතයෙන් අපි ක්ෂණික ප්‍රවාහ අනුපාතය නිර්ණය කළෙමු.”

උඩුගං බලා ගලා යන ප්‍රවාහ ඝනකම පාලනය කිරීම සඳහා, Gondret සහ සගයන් ඔවුන්ගේ පබළු සංචිතයේ විවරය සියුම්ව සකස් කර ඇති අතර පහළට ගැලීමේ  ප්‍රතිඵල ආනත ලේසර් පත්‍රයක් භාවිතයෙන්  මැන්නෝය. ඉන්පසු ඔවුන්,   කුලුනු තිබීම ප්‍රවාහයේ වේගයට බලපාන ආකාරය පුරෝකථනය කළ හැකි ගණිතමය ආකෘතියක් නිපදව එය භාවිතයට ගත්හ. ප්‍රවාහය රැගෙන යන ශක්තිය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කිරීමට අවශ්‍ය කුලුනුවල අවම ඝනත්වය, ගණනය කරන ලදී.

” කුලුනු ඝනත්වයෙහි සහ බෑවුම් කෝණයෙහි ශ්‍රිතයක් ලෙස හිම කුණාටු ප්‍රවාහය අඩු කිරීම සඳහා ප්‍රමාණාත්මක නිර්ණායකයක් අපගේ අධ්‍යයනය සපයයි,” Gondret පවසයි. “අපගේ පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල සහ අප විසින් වර්ධනය කරන ලද න්‍යායික ආකෘති නිර්මාණය අනුව, සෑම මීටර් තුනකට වරක් එක් ගසක් සහිත වනාන්තරයක් හරහා ස්වභාවික හිම කුණාටු  ප්‍රවාහ ප්‍රවේගය තුනෙන් දෙකක ගුණයකින් අඩු කළ හැකි බව අපට අනුමාන කළ හැකිය.”

හිමධවක වලින් ඔබ්බට භාවිතයට යොදා ගැනීම

හිමධව පුරෝකථනය සඳහා වැදගත් වනවා මෙන්ම, මෙම අධ්‍යනයේ ප්‍රතිඵල යමහල් ලහාර(volcanic lahars) සහ ආග්නේය ඛ්ණ්ඩජ ප්‍රවාහ(pyroclastic flows) වැනි අනෙකුත් භයානක භූ භෞතික කණිකා ප්‍රවාහ සඳහා සහ කර්මාන්ත ක්ෂේත්‍රයේ භාවිතා වන ද්‍රව්‍යවල ප්‍රවාහ සඳහා ඇඟවුම් ඇති කළ හැකිය.

අහඹු ලෙස සකස් කරන ලද කුලුනු ප්‍රවාහ අනුපාතයට බලපාන්නේ කෙසේද යන්න අධ්‍යයනය කිරීමට පර්යේෂකයෝ දැන් සැලසුම් කරති. “මුළු ප්‍රවාහය මත කණිකා එකතුවේ බලපෑම ගුනාංගීකරනය කිරීමට ද අපි බලාපොරොත්තු වෙමු”, ගොන්ඩ්‍රෙට් හෙළි කරයි. “මෙම අත්හදා බැලීම් වර්ග දෙකේ අරමුණ වන්නේ වනාන්තරවල ගස්වල අවකාශීය ව්‍යාප්තිය සහ හිම වල සමෝධානික ගුණාංග වැනි සැබෑ ජීවිත තත්වයන් වඩා හොඳින් අනුකරණය කිරීමයි.”

ඔවුන්ගේ පර්යේෂණ Phys. Rev. Fluids හී පළ කර තිබේ.

Physics World(05th May, 2023) හි පළවූ Forest of cylindrical obstacles’ slows avalanche flow යන ලිපිය ඇසුරෙනි