Компютърен модел разкри нова тайна на "танцуващите" мостове

Руски и американски математици намериха просто обяснение защо знаменития мост "Милениум" в Лондон е започнал да "танцува" и едва не е рухнал при неговото откриване през 2000 година, се казва в статия публикувана в списанието Science Advances.
"Ние се опитахме да намерим това "магическо" число хора, които трябва да минат едновременно по моста, за да започне той да "танцува". До достигането на тази отметка колебанията на моста ще бъдат незабележими за публиката, но след това колебанията рязко се усилват."

Millennium Bridge, Лондон. Снимка: https://commons.wikimedia.org

Така наречените "танцуващи" мостове са добре известни още от построяването на първите метални мостови конструкции в края на XIX и началото на XX век и опитите за преминаване в пеши или конен строй по пътното платно. Практически веднага естествоизпитателите и учените от онова време са определили причината, поради която мостовете започват внезапно да "треперят" и да падат.
Както се оказало строевия марш или което и да е друго синхронизирано движение на краката на хора и коне, както и поривите на вятъра в някои случаи може да предизвикат мощни резонансни трептения. Премахването на тези трептения е достатъчно просто - може просто да не се синхронизира движението на автомобилите или пешеходците, или да се монтират специални гасители на трептенията на моста.
Професорите Владимир и Игор Белих от университета в Атланта, щата Джорджия и техни колеги от Волжския държавен университет по воден транспорт и Националния изследователски държавен университет "Лобачевски" в гр. Нижни Новгород се замислили за решаване на обратната задача - колко хора са нужни за да принудят моста да "танцува"?
За решаване на тази загадка учените се обърнали към най-известните примери за "танцуващи" конструкции от този род - фиаското с откриването на моста "Милениум" в Лондон през юни 2000 година. Този случай, както отбелязват учените е интересен с това, че пешеходците, принудили моста да се клати, не са синхронизирали нарочно своите движения и са се движили по неговата повърхност по абсолютно случаен начин.
Въпреки това, мостът е започал да се колебае, и за да изяснят защо учените са създали математически и компютърен модел на движеща се по виртуален мост голяма маса хора. Всеки човек в този модел има своя собствена походка, скорост на движение и маниер на придвижване по моста, което имитира хаотичното движение по повърхността на "Милениум" в деня на откриването му.
Тези изчисления са разкрили няколко любопитни свойства на подобни "танцуващи" мостове. Например, оказало се, че съществува някакво "магическо число" хора върху конструкцията, при което мостът започва рязко да се колебае. За лондонския мост това число е 165 пешеходци, а за други конструкции може да бъде по-голямо или по-малко, в зависимост от вида и размера на моста.
Компютърният модел може да помогне на конструкторите на мостовете да избегнат подобни проблеми в бъдеще, и да предотвратят развитието на аварийни ситуации. До момента динамиката на тълпата не се отчита при проектирането на мостови конструкции. Като резултат много съоръжения са проектирани и построени неправилно. Игор Белих се надява, че използването на неговия модел още в стадия на проектиране ще бъде обичайна процедура и ще предотврати трагични инциденти.
Източник: Internet