【摘 要】
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近年来,由颗粒物质流动主导的泥石流、滑坡等自然灾害评估及其防护工作越来越受到人们的关注.本文基于沿程坐标积分模式建立了陡峭地形条件结构物作用下颗粒流运动的数值模型,可以较为准确地表征陡峭地形情形结构物影响下颗粒流的流态特征和运动过程,尤其是相互作用过程中激波结构的形成与演化,颗粒流的反射、绕射和爬升等动力效应.通过数值模拟研究了颗粒流与不同分布密度四面体结构物阵列相互作用时的流态演化与堆积形貌,提出了新型偏转效率无量纲指标,结合流通效率,定量评估了四面体结构物阵列对颗粒流流通距离和侧向铺展特征的影响.结果
【机 构】
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北京理工大学宇航学院,北京100081;中国科学院力学研究所,北京100190;中国科学院大学工程科学学院,北京100049;中国科学院力学研究所,北京100190
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近年来,由颗粒物质流动主导的泥石流、滑坡等自然灾害评估及其防护工作越来越受到人们的关注.本文基于沿程坐标积分模式建立了陡峭地形条件结构物作用下颗粒流运动的数值模型,可以较为准确地表征陡峭地形情形结构物影响下颗粒流的流态特征和运动过程,尤其是相互作用过程中激波结构的形成与演化,颗粒流的反射、绕射和爬升等动力效应.通过数值模拟研究了颗粒流与不同分布密度四面体结构物阵列相互作用时的流态演化与堆积形貌,提出了新型偏转效率无量纲指标,结合流通效率,定量评估了四面体结构物阵列对颗粒流流通距离和侧向铺展特征的影响.结果表明,单个四面体结构物对颗粒流的作用包括耗散作用和偏转作用两种模式,其中偏转作用尤为显著;结构物阵列对颗粒流产生综合的耗散和偏转作用,通过多级作用形成系列的弓形激波耗散颗粒流能量,通过偏转作用分隔和改变颗粒流路径,增强耗散作用,调控堆积形态,可望对下游地区产生显著的防护效果.
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