• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  •  science >> Scienza >  >> Fisica
    Un modello per descrivere l'idrodinamica delle folle

    Immagine A:Immagine dell'area di partenza per la Bank of America Chicago Marathon 2016. Immagine B:Zoom sull'area inquadrata da A, che mostra la sequenza di movimento degli organizzatori della gara (giubbotti gialli) mentre guidano i corridori verso l'area di partenza, inducendo così interruzioni di velocità e densità che si diffondono a velocità costante tra la folla. Immagine C:Onde di velocità e densità nella stessa folla, diffondendosi nella direzione opposta al movimento della folla. Credito:Nicolas Bain/Science

    Simulazioni precise del movimento e del comportamento delle folle possono essere vitali per la produzione di sequenze digitali o la creazione di grandi strutture per la gestione della folla. Però, la capacità di prevedere quantitativamente la dinamica collettiva di un gruppo che risponde a stimoli esterni rimane una questione largamente aperta, basato principalmente su modelli in cui le azioni di ciascun individuo sono simulate secondo regole empiriche di comportamento. Fino ad ora, non esisteva un modello fisico testato sperimentalmente che descrivesse l'idrodinamica di una folla senza assumere regole comportamentali.

    Ricercatori di un laboratorio affiliato al CNRS, l'ENS di Lione, e l'Université Claude Bernard Lyon 1 hanno fornito una prima equazione di questo tipo, dedotta da una campagna di misurazione condotta su folle di decine di migliaia di individui. I fisici si sono concentrati sulle coorti di corridori all'inizio di una maratona, poiché sono guidati alla linea di partenza da una fila di organizzatori in sequenze successive di camminate e fermate. Questo protocollo crea un disturbo periodico e controllato simile alle stimolazioni che vengono tipicamente utilizzate per sondare la risposta meccanica dei fluidi.

    Sorprendentemente, il comportamento del gruppo varia molto poco da un gruppo di corridori all'altro, una corsa all'altra, e da un paese all'altro, con informazioni sulla velocità che si propagano costantemente a poco più di un metro al secondo. I ricercatori hanno stabilito una descrizione generica in grado di prevedere con precisione i flussi di folla, come i flussi osservati in una corsa su strada a Chicago nel 2016 hanno aiutato a prevedere quelli di migliaia di corridori all'inizio della maratona di Parigi nel 2017.

    Inizio del 2016, 2017 e 2018 Bank of America Chicago Marathons, accelerato otto volte. Crediti:Nicolas Bain e Denis Bartolo

    Utilizzando gli standard tecnici della meccanica dei fluidi per analizzare le immagini dei recinti di partenza di cinque gare, i ricercatori hanno misurato con successo la velocità della folla in ogni istante, descrivendolo successivamente come un flusso di liquido. I loro risultati mostrano che le informazioni sulla velocità da adottare si diffondono alle spalle del gruppo sotto forma di onde che misurano centinaia di metri, senza perdita di intensità. In contrasto, qualsiasi cambiamento nella traiettoria di movimento della folla si dissipa rapidamente, diffondendosi a pochi metri tra la folla. In breve, le informazioni sulla velocità si diffondono facilmente attraverso questo fluido, mentre le informazioni orientative no.

    I fisici ora vogliono studiare la risposta dei gruppi a disturbi estremi per testare i limiti della loro descrizione idrodinamica delle folle.

    Inizio della maratona di Chicago della Bank of America 2016. Pannello sinistro:immagini dopo la correzione dagli effetti di distorsione prospettica. Pannello di destra:velocità di camminata della folla, misurato da un'analisi PIV. Crediti:Nicolas Bain e Denis Bartolo
    © Scienza https://it.scienceaq.com