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成都山地所在泥石流超强流动和多相介质动力学模型研究中取得重要进展

滑坡灾害链全过程数值模拟和分险分析    2022-08-24

近期由中国科学院·水利部成都山地灾害与环境研究所周公旦研究员承担的ANSO联合研究合作专项( “全球气候变化下亚洲高山地区滑坡灾害链全过程数值模拟和分险分析”)在多相连续介质流的动力学模型研究方面取得重要进展,该项成果于2022年08月发表在地学领域TOP期刊《Engineering Geology》中。

受全球气候变化影响,高山地区泥石流灾害频发,多相物质组成的泥石流超强流动机理是当前的前沿方向。针对现有的单相介质动力学模型难以准确捕捉泥石流动力过程的问题,周公旦研究员团队在ANSO国际合作项目支持下,与意大利国家研究理事会水文地质灾害防治研究所、德国慕尼黑工业大学、国际山地综合发展中心(ICIMOD)开展了系统的多相流理论分析,运用新型的固液两相流粘惯性流变模型,合理考虑了液相粘性拖曳作用对固相(颗粒流)运动综合摩阻力的影响,建立了多相连续介质强耦合的泥石流动力学模型,实现了泥石流超强流动的准确描述;结合大量的模型实验,界定了泥石流动力本构模型的参数适用范围,并将验证后的模型成功用于川藏铁路沿线典型的泥石流灾害事件的模拟分析。研究成果为实现泥石流灾害的预测、预演、预判具有重要意义。 

附论文引用信息:
Xie, Y., Zhou, G. D., Cui, K. F., & Lu, X. (2022). Numerical investigation of debris flows using a two-phase continuum model incorporating a visco-inertial rheology. Engineering Geology, 106797.
供稿:谢云旭,中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所
联系邮箱:xieyunxu@imde.ac.cn

 
(a)固-液相耦合的泥石流多相介质示意图
(b)泥石流固-液相耦合相间作用力分析对比
(c)西藏天摩沟泥石流模拟结果
 

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