RAMMS-AVALANCHE 雪崩动态模拟分析软件

2020-08-26 18:16:11 49

山坡积雪内部的内聚力抗拒不了它所受到的重力拉引时,便向下滑动,引起大量雪体崩塌,人们把这种自然现象称作雪崩。雪崩具有突然性、运动速度快、破坏力大等特点。它能摧毁大片森林,掩埋房舍、交通线路、通讯设施和车辆,甚至能堵截河流,发生临时性的涨水,同时,它还能引起山体滑坡、山崩和泥石流等可怕的自然现象。因此,雪崩被人们列为是积雪山区的一种严重自然灾害。

RAMMS-AVALANCH主要用于模拟复杂地形中雪崩流动,其核心是颗粒流动平均深度运动方程的有效二阶数值解,即深度平均雪崩动力学方程,可以在DEM 模型上计算任意区域、任意时刻的密集流雪崩沉积高度及流速流量变化情况。

RAMMS-AVALANCHE 结合目前世界上最先进的碎屑流动态分析技术,输入功能简单,可视化效果好,且输入和输出功能不断优化,使用户能够轻松修改雪崩场景模拟设置并控制模拟结果。用户可以轻松使用 GIS 绘图工具指定单个或多个块体释放区域,处理得出所有的重要信息,比如指定区域的平均山坡斜率、总容量、流量特征(最大流量和高度)和雪崩停止后质量、流量的重要信息。地形模型上可以叠加地图或者遥感图像,从而更规范条件的输入和软件模型的校准。

RAMMS-AVALANCH依赖于在瑞士冰雪学工程中广泛使用的双参数Voellmy模型。开发组基于瑞士的一个雪崩试验场(Valléede la Sionne)的规模试验的大量数据,对物理模型和计算机模拟程序进行了验证和校准。开发组考虑到高山坡地表粗糙度、植被和流径的变化性,引入了用户指定场景参数特征设置。该软件提供了基于广范的模型校准的瑞士摩擦参数指南,以方便用户的实际使用。 

基于一维仿真软件AVAL-1D,开发组在2005年开始开发RAMMS-AVALANCH,如今,RAMMS-AVALANCH已经发展成为一款专业的雪崩动态分析软件。为了更好的实现AVALANCH的工程应用,RAMMS每年都会定期举办用户研讨会,用以聆听全球用户的反馈,从对RAMMS进行相应的改进,实现RAMMS-AVALANCH的定期更新。

作为一款专业的雪崩动态分析软件,RAMMS-AVALANCHE有助于雪崩场景的模拟,评估分析雪崩模拟的结果,并能够准确预测和评估雪崩的灾害影响。RAMMS-AVALANCHE目前已经在瑞士、欧美等全球70个地区得到广泛应用,已经成功被应用于高山地区的雪崩灾害模拟,如阿尔卑斯山、喜马拉雅山、安第斯山脉、落基山脉等其他地区。

 

RAMMS研发

RAMMS-AVALANCHE一直紧跟雪崩动力学的发展,积极引入最新的理论和实验研究结果,实现软件的更新升级,从而更好地服务于研究组织的专业用户,提供更高级的模型功能。

目前RAMMS-AVALANCHE模型中已经加入了雪粒的波动能量理论模型,进而优化了流动摩擦,更好地产生密集型雪流的流动状态转换。目前,开发组正在测试可变密度下的雪崩模型,该模型可以更为准确地模拟雪崩时的冲击力。由于颗粒波动能量的产生取决于颗粒质量,因此模型中将包含夹带过程。开发组针对世界上许多国家存在的湿雪崩灾害,正在开发一种特殊的湿雪崩模型。该模型将考虑到较高的降雪温度,并预测雪崩流中的自由水含量,从而提供必要的状态变量来模拟雪崩滑行和雪崩后的凝固形成。

随着用户对小雪崩建模需求的增加,开发组正在研究规范的雪堆结构的初始条件,以及定义可用的数字地形模型,从而实现对小雪崩事件模拟的标定。

目前,开发组正在研究物理边界条件的制定,从而实现RAMMS- AVALANCHE在松雪雪崩中的耦合。这将可以实现对三维地形中的全混合流动/粉末雪崩的模拟。 

(1)在瑞士的一个雪崩试验场(Valléede la Sionne)的规模试验场中,RAMMS开发组获取了从1999年至今的干雪雪崩和湿雪崩事件的准确数据,从而对模型进行了测试和校准。在测试和校准中,开发组可以直接将测得的速度,偏心距离和压力与模型结果进行比较。以下是试验场在2006年3月发生的一次干雪雪崩。

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(2)以下是2008年3月在Dorfberg的自由滑坡发生的一次湿雪崩。雪崩穿过狭窄的萨勒兹托贝尔(Salzer Tobel)沟壑,然后冲入临近达沃斯湖底部(Lake Davos)的缓坡。


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RAMMS技术交流(QQ群995455512               技术交流(微信):jiaoziv587

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