Physical Model of Landslide‐Generated Impulse Waves: Experimental Investigation of the Wave‐Granular Flow Coupling
01摘要
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大振幅和意想不到的冲击波是自然灾害的一个常见来源。其中，由滑坡产生的脉冲波可能是一个重大的威胁。因此，预测和测量这种波的产生是必不可少的。在这项研究中，这一现象是通过一个二维实验装置来模拟的，该装置使用沿斜坡的稳定非均匀粒状流作为强迫波发生器。目前的装置提供了连续的颗粒供应，以避免有限的体积效应，因为滑坡的部分实际上涉及到波的产生强烈依赖于构造，在地球物理事件中不一定可用。该系统由颗粒流和波的产生之间的能量传递组成，以弗劳德数为特征。发现后者不能仅根据干流特性来定义。特别是在有限时间内，水下动力学对波浪产生的影响。因此，目前的研究表明，波浪的最大振幅由一个新定义的弗劳德数控制，该数基于干流和水下粒状流的性质。此外，在考虑冲击特性的情况下，粒状沉积物，特别是其跳动，可以被认为是浸没粒状动力学的一个代表。
02图表
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03结论
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正如本研究所示，为脉冲波特征提供预测模型仍然具有挑战性。颗粒流和波之间的耦合已被证明是高度复杂的。特别是颗粒流的冲击及其水下动力学影响着波浪的产生和动力学。此外，取决于干燥颗粒的速度在冲击，波可以影响向后的沉积前缘。根据这些观察，仅基于颗粒沉积物或颗粒流在冲击时的特性的模型可能会遗漏部分产生过程。然而，同时考虑两者会导致一个有趣的矿床枯竭标志作为波幅的标志。此外，遵循类似的方法，干燥颗粒流与浸入颗粒流之间的联系显示出预测波浪特征。特别是，在产生阶段的波-颗粒耦合的研究导致了一个经验拟合波的最大振幅作为两个弗劳德数的乘积的函数，一个表征冲击和另一个在水下的颗粒流传播。这些新的结果为今后开发更精确的模型提供了良好的基础。
然而，仍有一些问题需要解决。这里给出的实验分析必然受到实验装置的2D配置的限制，这可能会导致波振幅的高估。需要外推到三维构型。此外，预测模型需要根据流入特征估计最大振幅。因此，需要将干粒状流的一般配置与冲击时的流动特性以及它们在水界面的过渡联系起来。最后，本研究涵盖的参数范围旨在模拟中等冲击速度应用。中Fr配置与高Fr配置之间的联系仍需注意。特别是，在这里发现的波体积和滑动体积之间的关系不能外推到高Fr构型，在这种构型中，波体积可以发现比任何影响水的颗粒体积都大。
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