ИСТИНА

Водоснежные и грязекаменные потоки, снежные лавины, сели и другие склоновые по- токи представляют большую опасность для жителей предгорья и различных отраслей народного хозяйства на данных территориях. Для организации защиты строят направ- ляющие сооружения (стенки, искусственные русла, лавинорезы, клинья), тормозящие и останавливающие сооружения (надолбы, холмы, траншеи, дамбы, пазухи), пропускающие сооружения (галереи, навесы, эстакады). Для расчёта таких защитных сооружений необ- ходимо знать силу воздействия потока на препятствие, для изучения которой необходимо проводить трёхмерное численное моделирование. Расчёт силы давления набегающего по- тока на препятствие происходит, в том числе, из учёта профиля скорости. А значит, что для расчёта заградительных сооружений необходимо, чтобы полученный в расчётах про- филь скорости, а также другие параметры потока хорошо описывали реальное движение потока по склону. Расчёт склоновых потоков затруднён из-за больших характерных раз- меров задачи в горизонтальной плоскости и относительно малых по вертикали. В работах [1-4] представлены результаты моделирования склоновых потоков разными под- ходами. В работе [1] авторы производят расчёт комплекса заградительных сооружений. Для расчёта водоснежного потока непосредственно с места зарождения авторы исполь- зуют пакет RAMMS 1.6 Avalanche который численно решает уравнения динамики, осред- нённые по глубине. Пакет OpenFOAM используется авторами для 3D моделирования воз- действия водоснежного потока с комплексом защитных сооружений. Из расчёта в пакете RAMMS авторы берут параметры на входе в расчётную область для 3D моделирования, что примерно на 20 метров выше первых заградительных сооружений (валов). В работах [5, 6] авторы создают решатель на базе свободно распространяемого пакета с открытым исходным кодом OpenFOAM для моделирования склонового потока с исполь- зованием уравнений мелкой воды. Данный решатель является аналогом пакету RAMMS Avalanche, однако в нём реализован больший функционал, например реализован механизм захвата метериала подстилающей поверхности [7]. В настоящей работе производится сравнение вышеописанных подходов для моделирова- ния динамики снежной лавины на склоне горы Юкспор (Хибины). Оценивается точность таких параметров потока, как дальность выброса лавины, форма лавинных отложений, максимальная скорость потока, прирост массы потока за счёт захвата материала на дне. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проек- та No 19-31-90105. Источники и литература 1Конференция «Ломоносов 2020» 1) Hafór Örn Pétursson, Kristı́n Martha Hákonardóttir, Áki Thoroddsen. Use of OpenFOAM and RAMMS Avalanche to simulate the interaction of avalanches and slush flows with dams. Proceedings to the International Symposium on Mitigative Measures against Snow Avalanches and Other Rapid Gravity Mass Flows. Siglufjörur, Iceland, April 3–5, 2019. 2) K.M. Hákonardóttir, K.H. Ágústsdóttir. The design of slushflow barriers: Laboratory experiments. Proceedings to the International Symposium on Mitigative Measures against Snow Avalanches and Other Rapid Gravity Mass Flows Siglufjörur, Iceland, April 3–5, 2019. 3) C. Jaedicke, M. Kern, P. Gauer, M.-A. Baillifard, K. Platzer. Chute experiments on slushflow dynamics. Cold Reg. Sci. Technol., 51, 156–167, 2008. 4) Y. Yamaguchi, S. Takase, S. Moriguchi, K. Terada, K. Oda, I. Kamiishi. Three- dimensional nonstructural finite element analysis of snow avalanche using non-newtonian fluid model. Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science, 2017. 5) M. Rauter, A. Kofler, A. Huber , W. Fellin. fasavagehutterfoam 1.0: depth-integrated simulation of dense snow avalanches on natural terrain with openfoam. Geoscientific Model Development, 11(7):2923–2939, 2018. 6) M. Rauter , Z. Tukovic. A finite area scheme for shallow granular flows on three- dimensional surfaces. Computers & Fluids, 166:184 – 199, 2018. 7) Dieter Issler. Dynamically consistent entrainment laws for depth-averaged avalanche models. Journal of Fluid Mechanics, 759:701–738, 2014.