Earth
Wind baut Dünen
Lassen Sie im Abendlicht Wind über einen Streifen Wüstensand wehen. Die Schubspannung am Bett gipfelt etwas luvwärts jedes Kamms, der Sandfluss braucht eine Sättigungslänge, um ihr zu folgen, hinter jedem Kamm löst sich die Strömung ab, und die Leeseite rutscht beim Schüttwinkel ab - so wächst eine kleine Rippel auf einer flachen Sandfläche genau mit der Rate der linearen Theorie, und zwei Dünen wandern etwa mit der Bagnold-Geschwindigkeit q/H windab und blasen die Fläche zwischen sich bis auf den Fels ab. Beruhigen Sie den Wind unter die Schwelle, und nichts bewegt sich; befeuchten Sie den Sand, um sie anzuheben; lassen Sie den Wind einen Teil des Jahres umkehren, und die Dünen halten an; stellen Sie eine Steinmauer quer zum Wind. Der periodische Streifen behält jedes Korn.
Was passiert
Ein periodischer Sandstreifen von 256 m in 512 Zellen. Die Bettschubspannung ist tau0 (1 + F^-1[(A|k| + iBk) h^]) mit A = 3.2 und B = 0.3 über der Hüllkurve des Betts, jede Ablöseblase bis zu ihrer 14°-Schattenlinie gefüllt und die Spannung darin null. Der gesättigte Fluss wächst mit der Überschussspannung über der Schwelle (ein Zehntel von sqrt(rho_s g d/rho), durch Feuchte erhöht), der Fluss relaxiert über 0,5 m Zelle für Zelle exakt und über die Periode geschlossen und nimmt nie mehr, als eine Zelle über dem Fels hält. Das Bett folgt der Exner-Bilanz; Hänge über 34° rutschen ab. Explizite Schritte von einem Tausendstel Jahr; eine Sekunde ist ein Jahr bei Zeitmaßstab 1.
Zum Ausprobieren
Lassen Sie Dünen aus einer gerippelten Fläche wachsen und vergleichen Sie das Wachstum mit der linearen Theorie; sehen Sie zwei Dünen wandern; beruhigen Sie den Wind unter die Schwelle; befeuchten Sie den Sand; lassen Sie den Wind umkehren; stellen Sie den Zaun auf.
Das Modell und seine Grenzen
Ein eindimensionaler Streifen, ein linearer Schubspannungskern mit geometrischer Schattenlinie, eine einzige Korngröße, keine Vegetation oder Kruste. Raten sind die dieses idealisierten Dünenfelds.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen τ = τ0·(1 + IFFT[(A|k| + iBk)·FFT h]), τ = 0 in the separation bubble q_s = Q·(τ/τ0 − r)/(1 − r), r = (u*_t/u*)² l_s·dq/dx = q_s − q, ∂h/∂t = −∂q/∂x, slopes ≤ 34° σ(k) = Q·k²·(B − A·k·l_s)/((1 + (k·l_s)²)·(1 − r)), c ≈ q_crest/H
