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研究亮点

成都山地所在冰岩崩涌浪漫顶引发冰湖溃决的研究中取得重要进展

时间:2022-08-17   文章编辑:   文本大小:【 |  | 】  【打印

    冰岩崩激发涌浪翻坝漫顶作为冰湖溃决的主要诱因之一,其漫顶机理研究是溃坝动力学的前沿研究课题。目前涌浪爬升(Run up)和漫顶(Overtopping)过程缺少关键转换因子,现有的涌浪爬升模型并不能很好地计算漫顶体积。针对该问题,成都山地所周公旦研究员及其课题组成员通过开展大量的物理模型实验和流体力学数值模拟实验,在快速计算(首浪)漫顶体积的研究中取得了重要研究进展。

课题组基于几何学假设,利用自主设计的变宽度实验水槽及开源流体力学计算工具OlaFOAM,通过设置不同的静水深度、涌浪高度、坝体迎水面倾角,得出了涌浪爬升和漫顶过程体积比例因子(Volume Ratio, k)计算公式,实现从传统涌浪爬升向涌浪漫顶过程的关键转换通过研究,系统分析不同高度的孤立波(Solitary Wave)爬升和漫顶过程的关键参数,建立了涌浪漫顶过程首浪体积的计算公式,可实现仅通过涌浪高度、坝体高度等易测量物理参数对首浪漫顶体积的快速计算;并在此基础上,基于二维冰碛坝模型实验,最终建立了涌浪漫顶诱发冰碛坝溃坝释放总洪水体积的经验公式。研究成果为准确研判冰湖溃决洪水的影响范围提供重要的动力学模型。

相关研究得到了一带一路国际科学组织联盟重点合作研究项目(ANSO-CR-KP-2021-07)、国家自然科学基金中德合作交流项目Mobility programme, M-0145)的支持。成果论文发表在地学领域TOP期刊Engineering Geology上。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2022.106763


a)基于几何假设的涌浪爬升/漫顶过程示意图;(b)水槽实验和数值模拟结果对比图;

c)漫顶/爬升体积比例系数公式计算值和测量值对比图;(d)首浪漫顶体积公式计算值和测量值对比图。

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