Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Ny model giver flere detaljer om Millennium Bridge's svajning

Kredit:CC0 Public Domain

To forskere ved Ohio State University har opbygget en model til yderligere at undersøge det svajende, Millennium Bridge oplevede i London. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Biologiske breve , Varun Joshi og Manoj Srinivasan beskriver deres model, og hvad den viste.

Tilbage i 2000, ingeniørerne, der designede Londons Millennium Bridge, blev overraskede over at opdage, at skarer af mennesker, der gik over den under en indvielsesceremoni, fik den til at ryste og svaje - to dage senere, broen blev lukket af sikkerhedsmæssige årsager. I efterfølgende undersøgelser, forskere fandt, at broen svajede på grund af fodgængernes gangadfærd. Da broen bevægede sig lidt, de reagerede som en person, der stod i en robåd og forsøgte at forhindre den i at kæntre. Alle de mennesker, der reagerede, forårsagede en feedback -loop, der gjorde broen ustabil. I denne nye indsats, forskerne har forbedret tidligere modeller bygget til at efterligne broens adfærd og lært mere om rystelser og svajninger.

Forskerne byggede først deres model tilbage i 2015 med funktioner, der tog hensyn til ting som virkningen af ​​individer, der bevæger sig i låsetrin, skift i vægt, eller endda tilfældige handlinger som f.eks. at folk vender sig om. Men den model var ikke i stand til at medregne energiomkostningerne for et individ, der arbejdede for at stabilisere deres gang. I deres nye model, de har tilføjet en evne til at tage hensyn til virkningen af ​​justeringer, folk foretager, når de går på en ustabil overflade.

Forskerne opdagede, at broens wobbling ikke krævede synkronisering af mængden, som tidligere undersøgelser havde foreslået var nødvendige for wobbling at komme i gang. De fandt også ud af, at folkemængder, der synkroniserede sig og broen svingede, ikke nødvendigvis skulle ske på samme tid. Modellen viste også, at da broen begyndte at vakle, de mennesker, der gik på den, udvidede deres trin, som krævede mere energi, men tilbød mere stabilitet.

Gå på en rystende bro. (a) Platformoscillation med P ¼ 2, 4, 6 og 80 grupper af fodgængere, der repræsenterer et ækvivalent nummer N ¼ 80, 240 eller 400 fodgængere. Steady state er uafhængig af P, spærring af tidsforskydninger på grund af tilfældig indledende fase. Vi ser forfaldne svingninger for lave N, oscillationer med multi-trins periodicitet for mellemliggende N og to-trins periodiske oscillationer for store N. (b) Platforms steady-state oscillationsamplitude (rod-middel-kvadratposition i steady-state-bevægelsen) som en funktion af N, viser tre kvalitativt forskellige regimer. (c) Brobevægelse, når tobenede (P ¼ 8) er identiske og ikke -identiske. (d) Variant i ordreparameter, der viser, at identiske tobenede synkroniserer, men ikke-identiske tobenede ikke gør det. Se elektronisk supplerende materiale, videoer til gå -animationer. (e) Energiomkostningerne ved at gå stiger, når fodgængerne ryster broen, sammenligning af 400 fodgængerhus (rystning) med 80 fodgængerhus (ingen rystelser). Gå på et rystet løbebånd. Steady-state faseforskellen som en funktion af (f) platformoscillationsamplitude og (g) platformoscillationsfrekvens. Fodgængere lokker til platformsvingninger for nogle frekvenser og amplituder. Alle mængder er ikke-dimensionelle. Kredit: Biologiske breve (2018). DOI:10.1098/rsbl.2018.0564

Ingeniørerne, der arbejdede med det vaklende problem, behøvede ikke vente på, at den nyeste model fikset det, dog - de installerede dæmpere, der dramatisk minimerede både wobbling og svajende, gør broen sikker for fodgængertrafik.

© 2018 Science X Network




Varme artikler