[发明专利]一种高速滑坡-碎屑流运动侵蚀效应的数值模拟方法及系统

权利要求书

1.一种高速滑坡-碎屑流运动侵蚀效应的数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

根据待模拟区域的点云数据构建原始模型；

在模拟软件中创建待模拟区域的模拟任务；

在所述模拟任务中设置紊流模型和泥沙冲刷模型为模拟高速滑坡-碎屑流运动过程的侵蚀效应的本构模型；

将所述原始模型的模型文件导入至所述模拟任务中；

在所述模拟任务中设置所述紊流模型和泥沙冲刷模型的模拟参数；

基于设置的所述模拟参数生成结果文件。

2.根据权利要求1所述的高速滑坡-碎屑流运动侵蚀效应的数值模拟方法，其特征在于，所述在所述模拟任务中设置紊流模型和泥沙冲刷模型为模拟高速滑坡-碎屑流运动过程的侵蚀效应的本构模型包括：

在所述模拟任务中设置紊流模型和泥沙冲刷模型，所述紊流模型用于描述滑坡-碎屑流流体的属性，将碎屑流的控制参数拟液态化，利用碎屑流运动方程控制碎屑流的属性；所述泥沙冲刷模型用于描述碎屑流对基底物质的侵蚀过程、运移过程和堆积过程，分别用基底物质侵蚀控制方程、基底物质运动方程和基底物质堆积控制方程来进行描述和控制。

3.根据权利要求1所述的高速滑坡-碎屑流运动侵蚀效应的数值模拟方法，其特征在于，所述将所述原始模型的模型文件导入至所述模拟任务中包括：

将所述原始模型的模型文件的格式设置为后缀为.stl的文件后导入至所述模拟任务中，并设置所述原始模型中每块区域的属性，用不同的颜色对不同的所述区域加以区分。

4.根据权利要求1所述的高速滑坡-碎屑流运动侵蚀效应的数值模拟方法，其特征在于，所述在所述模拟任务中设置所述紊流模型和泥沙冲刷模型的模拟参数包括：

在所述模拟任务中对设置所述紊流模型中碎屑流的参数和泥沙冲刷模型中基底物质的参数，其中，所述碎屑流的参数至少包括碎屑流运动黏度、碎屑流密度之一，所述基底物质的参数至少包括基底物质平均粒径、基底物质密度、基底物质拖拽力系数、基底物质侵蚀系数、基底物质滑床荷载系数、基底物质休止角系数之一；对所述碎屑流运动黏度、基底物质侵蚀系数和基底物质休止角系数分别进行不同取值进行模拟。

5.根据权利要求4所述的高速滑坡-碎屑流运动侵蚀效应的数值模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述碎屑流运动黏度、基底物质侵蚀系数和基底物质休止角系数的不同取值生成的不同的所述结果文件对侵蚀效应影响的相关性和敏感性进行分析，生成分析结果；基于所述相关性和敏感性分析的分析结果调整参数的取值获得相应的模拟结果，得到符合要求的等效参数取值。

6.一种高速滑坡-碎屑流运动侵蚀效应的数值模拟系统，其特征在于，包括：

模型构建模块，用于根据待模拟区域的点云数据构建原始模型；

任务创建模块，用于在模拟软件中创建待模拟区域的模拟任务；

模型设置模块，用于在所述模拟任务中设置紊流模型和泥沙冲刷模型为模拟高速滑坡-碎屑流运动过程的侵蚀效应的本构模型；

模型导入模块，用于将所述原始模型的模型文件导入至所述模拟任务中；参数设置模块，用于在所述模拟任务中设置所述紊流模型和泥沙冲刷模型的模拟参数；

结果生成模块，用于基于设置的所述模拟参数生成结果文件。

7.根据权利要求6所述的高速滑坡-碎屑流运动侵蚀效应的数值模拟系统，其特征在于，所述模型设置模块具体用于：

在所述模拟任务中设置紊流模型和泥沙冲刷模型，所述紊流模型用于描述滑坡-碎屑流流体的属性，将碎屑流的控制参数拟液态化，利用碎屑流运动方程控制碎屑流的属性；所述泥沙冲刷模型用于描述碎屑流对基底物质的侵蚀过程、运移过程和堆积过程，分别用基底物质侵蚀控制方程、基底物质运动方程和基底物质堆积控制方程来进行描述和控制。