Партха Саркар отвернулся от лабораторного водоворота и объявил: «Это EF3».Большинство торнадо (около 90 процентов из них) имеют интенсивность EF3 или менее.
И поэтому Саркар выступает за то, чтобы дома и здания в пределах аллеи торнадо в центре США были спроектированы так, чтобы выдерживать торнадо EF3 и их максимальную скорость ветра в 165 миль в час.Саркар, профессор аэрокосмической техники штата Айова, кое-что знает о самых больших торнадо.
Он прошелся по полям обломков Паркерсберга в 2008 году и Джоплина, штат Миссури, в 2010 году, и увидел, что ветер штормов EF5 со скоростью более 200 миль в час может сделать с городами, зданиями и людьми.Чтобы изучить взаимодействие торнадо с искусственными сооружениями, он спроектировал и построил симулятор торнадо, который может создавать и перемещать подобный торнадо вихрь вперед и назад по испытательному стенду. Он, его коллеги и студенты штата Айова работали с симулятором в течение десяти лет, изучая нагрузки и давления, вызванные лабораторными штормами, проходящими через модели домов и зданий.
Но, по словам Саркара, инженеры по-прежнему многого не понимают о ветрах торнадо:Как, например, близлежащие постройки и местность влияют на эти ветры?
Как строительные нормы и правила, возраст зданий, форма конструкций, типы крыш и даже качество строительства влияют на ущерб от торнадо? Как внутреннее давление внутри зданий влияет на ущерб от торнадо? И как ветровые нагрузки распределяются и распределяются между элементами здания, такими как обшивка крыши, фермы крыши, стены, стойки и гвозди?
Чтобы найти эти ответы, Национальный научный фонд предоставил Саркару и исследователям Техасского технологического университета два трехлетних гранта на совместные исследования в размере 250 000 долларов США Даан Лян, доцент кафедры строительной техники и инженерных технологий, и Синьчжун Чен, доцент. гражданского и экологического строительства.В рамках этого нового проекта «Мы постараемся количественно оценить неопределенности в оценке ветров торнадо и соответствующего структурного ущерба», — сказал Саркар.Для этого Саркар сказал, что его исследовательская группа будет использовать последние достижения в области моделирования торнадо, сбора данных и компьютерного моделирования, чтобы ответить на инженерные вопросы о ветрах торнадо и их влиянии на здания.Одним из результатов этого исследования может стать усовершенствованная шкала Фудзита (EF), которая учитывает ущерб от шторма для измерения силы торнадо.
Другим результатом могут стать новые положения в строительных нормах и правилах строительства зданий, устойчивых к торнадо.«Общая цель этого исследования — повысить устойчивость общества к торнадо за счет инновационного проектирования и строительства компонентов и систем зданий в регионах, подверженных торнадо», — написали исследователи из штата Айова и Техасского технологического института в резюме проекта.В штате Айова Саркар сказал, что грант будет поддерживать эксперименты и сбор данных с помощью симулятора торнадо.
Один эксперимент, например, будет изучать реальные здания, поврежденные торнадо, путем создания компьютерных и физических моделей зданий и их структурных повреждений. Компьютерные модели будут уточняться и проверяться путем запуска лабораторных торнадо по физическим моделям. Вычислительные модели, называемые моделями конечных элементов, помогут исследователям понять и спрогнозировать ущерб, наносимый ветрами торнадо.
Данные экспериментов и моделей будут также переданы инженерам-строителям Texas Tech, которые изучат характеристики зданий при ветрах торнадо.«В долгосрочной перспективе, — написали исследователи в своем резюме, — ожидается, что исследование внесет вклад в методы и стратегии, которые могут быть реализованы для предотвращения превращения опасностей торнадо в катастрофы».