計算機模擬提供了人行橋搖擺時的線索

2019-06-24 11:26:54 編輯：來源：

導讀美國佐治亞州立大學和俄羅斯伏爾加州水運大學的三位研究人員開發了一種計算機模擬技術，幫助工程師避免設計搖擺的人行天橋。在他們在開放獲

美國佐治亞州立大學和俄羅斯伏爾加州水運大學的三位研究人員開發了一種計算機模擬技術，幫助工程師避免設計搖擺的人行天橋。在他們在開放獲取網站Science Advances上發表的論文中，Igor Belykh，Russell Jeter和Vladimir Belykh描述了他們用于構建模擬的因素，以及為什么他們認為它可以被橋梁工程師用作安全指南。

人行天橋的設計與用于汽車和火車的橋梁非常不同 - 人行橋通常更輕，更脆。減輕重量意味著工程師可以自由添加更多藝術品。但有時候，這樣的設計會導致橋梁在很多人同時使用它們時搖擺不定 - 這在2000年倫敦千禧橋開通后不久就被人們所熟知 - 作為橋梁它充滿了，開始危險地擺動。這種擺動通常是前后運動的形式，而不是上下運動，并且是由于人腳對著它們下面的橋的壓力造成的。在這項新的努力中，研究人員試圖更好地理解為什么盡管應用了基本的工程原理，它仍然是一些人行橋搖擺不定 - 并提出了一種防止它在未來發生的工具。

為了理解當橋梁擺動時會發生什么，研究人員采用了一種新穎的方法 - 而不是僅僅關注由于腳步的時間或每次施加的力量而產生的條件，他們將兩者都添加到模擬中的數學中。當然，它們還添加了用于此類橋梁的所有其他變量。一旦他們的模擬建立起來，他們就用它來研究導致擺動的條件。他們報告說，他們發現，在這種搖擺不定的情況下，似乎有一個“神奇數字”的人會導致橋梁運動達到臨界點。更重要的是，他們發現導致搖擺危險增加的最關鍵因素是人們對輕微搖晃做出反應。在適應搖擺時，人們會開始同步，由于在一個方向或另一個方向上同時施加的力，導致橋梁更強烈地擺動。研究人員承認，在他們之前仿真可以用作工程工具，它必須首先在真實條件下通過測試。

標簽：計算機模擬