Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

3D-Simulation klärt Kräfte hinter Katastrophen

06.03.2015

Teilchen verhalten sich bei Lawinen und Hangrutschen unerklärlich

Wie sich Sand-, Erd- oder Schneepartikel unter Druck verhalten, wird von Forschern an der Duke University http://duke.edu  untersucht, um zum Beispiel die Kräfte und Anzeichen von Erdbeben oder Lawinen zu ergründen.


Hydrogel-Perlen: interessante Versuche möglich

Foto: F. Frankel, J. Dijksman

Möglich wird das durch eine Lösung von durchsichtigen Hydrogel-Perlen in einer Plexiglas-Box, deren Verhalten von Kraftsensoren, Kameras und ausgeklügelten Computeralgorithmen in 3D gemessen werden kann.

Seit vielen Jahren stellt die Erforschung davon, was innerhalb von körnigen Materialien passiert, wenn sie gepresst, gestoßen oder gedrückt werden, die Physiker vor ein Rätsel. Dank Fortschritten in der 3D-Bildgebung und in der Datenverarbeitung von Computern, bekommen Forscher nun eine bessere Einsicht in diese Prozesse.

3D-Darstellung von Teilchen unter Druck

Die Hydrogel-Perlen im Plexiglas-Behälter wurden für die Versuche wiederholt von einem Kolben niedergedrückt, während ein Laserstrahl die Box scannt und eine Kamera eine Reihe von Querschnittsaufnahmen der beleuchteten Sektionen anfertigt.

Ähnlich wie bei MRT-Scans in der Medizin wird aus diesen Querschnittsaufnahmen ein 3D-Bild des Prozesses errechnet.

Auf diese Weise werden die individuellen Partikel dreidimensional dargestellt. In der Folge können die Wissenschaftler die winzigen Deformierungen messen, die bei der Quetschung der Teilchen stattfinden und die Kräfte, die zwischen ihnen entstehen, berechnen.

Besseres Verständnis von Naturphänomenen

"Das gibt uns Hoffnung zu verstehen, was bei Katastrophen wie bei einem Hangrutsch passiert, wenn sich komprimierte Erde und Steine von einem Berg lösen und herunterrutschen", so Nicolas Brodu, Co-Autor der Studie. "Zuerst ist das Verhalten wie bei einem Feststoff, aber dann destabilisiert er sich plötzlich aus Gründen, die Physiker noch nicht völlig verstehen, und beginnt, wie eine Flüssigkeit zu fließen. Dieser Übergang von Feststoff zu Flüssigkeit lässt sich nur verstehen, wenn man weiß, was innerhalb der Erde vor sich geht."

Marie-Thérèse Fleischer | pressetext.deutschland

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Heiß & kalt – Gegensätze ziehen sich an
25.04.2017 | Universität Wien

nachricht Astronomen-Team findet Himmelskörper mit „Schmauchspuren“
25.04.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie