一种基于SPH-DEM-FEM的沟道型泥石流沿程侵蚀的模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SPH‑DEM‑FEM的沟道型泥石流沿程侵蚀的模拟方法，属于数值建模模拟领域，本发明专利技术使用SPH‑DEM‑FEM方法实现对沟道型泥石流沿程侵蚀下垫面物理过程的模拟，进而模拟泥石流的超流动现象。并且该方法在模拟泥石流侵蚀下垫面的过程中采用了无网格方法，可以有效应对下垫面破坏这种大变形问题，保证计算收敛，同时兼顾计算精度和计算时间。该方法还能输出实际物理试验中难以得到的物质、能量传递过程中的相关结果，例如物质组分之间的接触力、物质的总能量、消耗的能量等，基于这些结果可以分析侵蚀过程的相关原理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数值建模模拟领域，具体涉及一种基于sph-dem-fem的沟道型泥石流沿程侵蚀的模拟方法。

技术介绍

1、沟道型泥石流是一种常见的山地地质灾害，同时具有砾石、粉砂等固体物质和液体物质，既表现出土体的抗剪性也表现出液体的流动性，由于其特殊的流固体特征，具有突发性、规模大、速度快的特点。泥石流在沟道内运移过程中，由于坡度较大，泥石流的流速较高，具有较强的侵蚀性，会沿程铲刮沟道内松散物质，显著放大自身规模，使泥石流携带的物质和能量急速增大，不仅直接威胁沟道内人员财产安全，更易冲出沟道，堵塞河流，形成堰塞湖，破坏生态环境，造成更大的次生灾害。目前，沟道型泥石流侵蚀过程中液态物质和固态物质之间的物质交换和能量传递机理尚不明确，无法有效模拟出泥石流沿程侵蚀过程，进而无法为实际的防治工程提供重要的流量、冲击强度等设计参数，使得当前的沟道型泥石流防治工程的设计依赖于工程人员的经验，实际防治效果和预期有较大差异。

2、当前的泥石流侵蚀数值模拟中，多采用网格方法（有限元法）对沟道进行建模，并且多认为沟道是不可变形的刚体，然后将实际测算得到的泥石流总方本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于SPH-DEM-FEM的沟道型泥石流沿程侵蚀的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于SPH-DEM-FEM的沟道型泥石流沿程侵蚀的模拟方法，其特征在于，所述S1待分析区域的三维模型包括实际泥石流沟道模型、泥石流形成区域模型和沟道下垫面松散物质区域模型，其中，泥石流沟道模型为三维曲面模型，泥石流形成区域模型为三维实体模型，沟道下垫面松散物质区域模型为封闭的三维曲面模型，三维曲面模型不具有厚度。

3.根据权利要求1所述的基于SPH-DEM-FEM的沟道型泥石流沿程侵蚀的模拟方法，其特征在于，所述S3具体包括如下步骤：

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【技术特征摘要】

1.一种基于sph-dem-fem的沟道型泥石流沿程侵蚀的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于sph-dem-fem的沟道型泥石流沿程侵蚀的模拟方法，其特征在于，所述s1待分析区域的三维模型包括实际泥石流沟道模型、泥石流形成区域模型和沟道下垫面松散物质区域模型，其中，泥石流沟道模型为三维曲面模型，泥石流形成区域模型为三维实体模型，沟道下垫面松散物质区域模型为封闭的三维曲面模型，三维曲面模型不具有厚度。

3.根据权利要求1所述的基于sph-dem-fem的沟道型泥石流沿程侵蚀的模拟方法，其特征在于，所述s3具体包括如下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钧沐，姚强，李洪涛，王协康，许国庆，罗悠，杨旭，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：

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