Россия
Россия
Россия
Рассмотрены результаты разработки оригинальной модели прогнозирования последствий взаимодействия снежной лавины с элементами инфраструктуры (строениями). Количественные результаты воздействия снежной лавины на строения рассчитывали модифицированным численным методом Эйлера-Коши. Для детального изучения смещения и разрушения построек снежной лавиной создана программная реализация алгоритма решения математической модели. Было проведено компьютерное моделирование разрушительного воздействия снежной лавины на основе официальных данных о сходе лавины в районе склона горы «Отдельная» населенного пункта Талнах (город-спутник г. Норильска Красноярского края). Показано, что разработанная модель воздействий лавины на объекты инфраструктуры в условиях чрезвычайной ситуации адекватно описывает результаты схода снежной массы. Представлены результаты объемного моделирования движения лавины объемом в несколько тысяч кубических метров. Модель позволила не только адекватно воспроизвести смещения домов, близкие к реальным, но и восстановить подробную картину механического поведения домов под действием лавины.
снег, снежная лавина, моделирование, динамика частиц, эксперимент, имитация, траектория движения
1. Looking to the ‘20s: Computer-assisted avalanche forecasting in Canada /J.A. Floyer [et al.] // International Snow Science Workshop, Proceedings. USA: Breckenridge, CO, 2016. P. 2016.
2. Bovee M., Srivastava R., Mak B. A conceptual framework and belief-function approach to assessing overall information quality // Int. J. Intell. Syst. 2003. Vol. 18. P. 51–74.
3. Application of physical snowpack models in support of operational avalanche hazard forecasting: a status report on current implementations and prospects for the future /S. Morin [et al.] // Cold regions science and technology. 2020. № 170. P. 102910. DOI:https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2019.102910.
4. McClung D.M., Clarke G.K.C. The effects of free water on snow gliding // J. Geophys. Res. 1987. Vol. 92. P. 6301–6309.
5. Development and validation of a spatial snow-glide model / G. Leitinger [et al.] // Ecological modelling. 2008. Vol. 211 (3-4). P. 363–374. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2007.09.015.
6. Соловьев А.С. Математическое моделирование чрезвычайных ситуаций, связанных с зарождением и сходом снежных лавин: дис. ... д-ра техн. наук. Воронеж, 2014. 287 с.
7. Development and calibration of a preliminary cellular automata model for snow avalanches / M.V. Avolio [et al.] // Lecture notes in computer science. Vol. 6350. Berlin, Heidelberg: Springer, 2010. DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-642-15979-4_9.
8. Leguizamón S. Simulation of snow-cover dynamics using the cellular automata approach // Proceeding of the 8th International symposium on high mountain remote sensing cartography. 2005. P. 87–91.
9. Spatial and temporal variability in seasonal snow density / K.J. Bormann [et al.] //J. Hydrol. 2013. Vol. 484. P. 63–73.
10. Colbeck S.C. The layered character of snow covers // Rev. Geophys. 1991. Vol. 29 (1). P. 81–96.
11. In der Gand H., Zupancic M. Snow gliding and avalanches // IAHS-AISH Publ. 1966. Vol. 69. P. 230–242.
12. Laatsch W., Baum U. Faktoren der Wald- und Bodenzerstörung durch Schnee in den Alpen // Geoderma. 1971. Vol. 20. P. 324–333.
13. Aksamit N.O., Pomeroy J.W. Near-surface snow particle dynamics from particle tracking velocimetry and turbulence measurements during alpine blowing snow storms // Cryosphere. 2016. Vol. 10. P. 3043–3062. DOI:https://doi.org/10.5194/tc-10-3043-2016.
14. Карпов С.Л. Модели и алгоритмы взаимодействия снежной лавины со смещаемыми и разрушаемыми препятствиями: дис. ... канд. техн. наук. Тамбов: Тамбовский гос. техн. ун-т, 2021. 176 с.
15. Shoop S.A., Phetteplace G., Wieder W.L. Snow Roads at Mcmurdo Station // Series U.S. Army cold regions research and engineering laboratory. Hanover, New Hampshire, 2010. P. 1–112.
16. Трехмерная модель движения и взаимодействия снежной массы со зданиями и сооружениями: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023662161 от 6 июня 2023 г. / Т.В. Лентяева [и др.].
