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研究亮點(diǎn)
成都山地所在冰巖崩涌浪漫頂引發(fā)冰湖潰決的研究中取得重要進(jìn)展
冰巖崩激發(fā)涌浪翻壩漫頂作為冰湖潰決的主要誘因之一，其漫頂機理研究是潰壩動(dòng)力學(xué)的前沿研究課題。目前涌浪爬升（Run up）和漫頂（Overtopping）過(guò)程缺少關(guān)鍵轉換因子，現有的涌浪爬升模型并不能很好地計算漫頂體積。針對該問(wèn)題，成都山地所周公旦研究員及其課題組成員通過(guò)開(kāi)展大量的物理模型實(shí)驗和流體力學(xué)數值模擬實(shí)驗，在快速計算（首浪）漫頂體積的研究中取得了重要研究進(jìn)展。
課題組基于幾何學(xué)假設，利用自主設計的變寬度實(shí)驗水槽及開(kāi)源流體力學(xué)計算工具OlaFOAM？，通過(guò)設置不同的靜水深度、涌浪高度、壩體迎水面傾角，得出了涌浪爬升和漫頂過(guò)程體積比例因子（Volume Ratio, k）計算公式，實(shí)現從傳統涌浪爬升向涌浪漫頂過(guò)程的關(guān)鍵轉換。通過(guò)研究，系統分析不同高度的孤立波（Solitary Wave）爬升和漫頂過(guò)程的關(guān)鍵參數，建立了涌浪漫頂過(guò)程首浪體積的計算公式，可實(shí)現僅通過(guò)涌浪高度、壩體高度等易測量物理參數對首浪漫頂體積的快速計算；并在此基礎上，基于二維冰磧壩模型實(shí)驗，最終建立了涌浪漫頂誘發(fā)冰磧壩潰壩釋放總洪水體積的經(jīng)驗公式。研究成果可為準確研判冰湖潰決洪水的影響范圍提供重要的動(dòng)力學(xué)模型。 相關(guān)研究得到了“一帶一路”國際科學(xué)組織聯(lián)盟重點(diǎn)合作研究項目（ANSO-CR-KP-2021-07）、國家自然科學(xué)基金中德合作交流項目（Mobility programme, M-0145）的支持。成果論文發(fā)表在地學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Engineering Geology上。 論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2022.106763
（a）基于幾何假設的涌浪爬升/漫頂過(guò)程示意圖；（b）水槽實(shí)驗和數值模擬結果對比圖； （c）漫頂/爬升體積比例系數公式計算值和測量值對比圖；（d）首浪漫頂體積公式計算值和測量值對比圖。 |
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