Курсовая работа: Исследование лавин различного типа и расчет основных характеристик лавин

Содержание


Введение................................................................................................................................... 3

Глава 1. Классификации лавин.......................................................................................... 4

Глава 2. Математические модели движения лавин...................................................... 10

Глава 3. Краткое описание исследуемых объектов....................................................... 12

Глава 4. Методы расчета неустановившегося движения с помощью одномерной

модели..................................................................................................................................... 15

4.1. Методы расчета неустановившегося движения..................................................... 15

4.2. Уравнение Сен-Венана. Основные допущения....................................................... 16

4.3. Численная схема Института гидродинамики СО АН СССР............................... 18

4.4. Исходная информация для расчета неустановившегося движения воды......... 19

Глава 5. Создание информационной базы для моделирования и расчета............... 21

5.1. Методика определения динамических характеристик по видеоматериалам. .. 21

5.2. Выбор расчетных участков и интервалов по времени и длине........................... 23

5.3. Гидравлико-морфометрические характеристики.................................................. 25

5.4. Задание начальных и граничных условий.............................................................. 28

5.5. Задание коэффициентов сопротивления.................................................................. 29

5.6. Внесение данных в оболочку модели........................................................................ 31

5.7. Вывод результатов........................................................................................................ 32

Глава 6. Результаты моделирования............................................................................... 33

Заключение............................................................................................................................ 36

Список литературы............................................................................................................. 37

























2

Введение

Снежные лавины – опасное гидрометеорологическое явление, которое уносит человеческие жизни и наносит материальный ущерб не только в горах, но и на равнинах при небольших уклонах местности. Так как натурные методы получения динамических характеристик лавин имеют ряд проблем из-за мощного и стремительного развития лавинного процесса, то часто используют косвенные методы расчета и математические модели схода лавин, которые позволяют получить характеристики, необходимые для прогнозирования лавин и инженерной защиты в зоне лавинной опасности.

Целью выпускной квалификационной работы является расчет основных динамических характеристик лавин различного типа при помощи одномерной модели, основанной на численной схеме Института гидродинамики. Данная модель часто используется для расчета речных объектов, а также наносоводных селей и позволяет получить такие характеристики как скорости движения потока, расходы, уровни, площади поперечного сечения, числа Рейнольдса и Фруда. Чтобы рассчитывать движение лавинного тела по этой модели, необходимо рассмотреть лавину как непрерывный поток, состоящий из ледяных кристаллов, связанной и свободной воды и подчиняющийся законам гидравлики (Аджиев А.Х., Беккиев М.Ю., Болгов Ю.В., 2017). Благодаря одномерной модели можно получить значительный объем характеристик движения лавины в каждый расчетный момент времени при сравнительно небольшом объеме исходных данных.

Для достижения цели были поставлены такие задачи, как:

• Аналитический обзор классификаций лавин и основных математических моделей расчета.

• Создание информационной базы для расчета: определение гидравлико-морфометрических характеристик, задание граничных и начальных условий, получение параметров модели.

• Проведение расчетов, используя заданные параметры.

• Анализ полученных результатов и их сравнение с наблюденными данными.

3