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為充分利用水資源,人們?cè)谔烊缓恿魃闲藿?em>水庫(kù)大壩,以達(dá)到調(diào)控洪水、發(fā)電、灌溉、供水、通航、旅游、漁業(yè)養(yǎng)殖等目的，水庫(kù)大壩對(duì)人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了極其重要的推動(dòng)作用，但是一旦由于某種原因發(fā)生潰壩失事，對(duì)下游所造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失將無(wú)法估計(jì)。

<p>近期，多地遭受了前所未有的洪水侵襲，每一次災(zāi)害都如同警鐘長(zhǎng)鳴，提醒我們水庫(kù)大壩安全的重要性，超標(biāo)準(zhǔn)暴雨的突襲讓大壩的安全防線(xiàn)面臨前所未有的考驗(yàn)。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，CFD技術(shù)可為潰壩洪水的預(yù)測(cè)與管理開(kāi)辟新的路徑。

傳統(tǒng)的有限元方法在求解流固耦合問(wèn)題時(shí)存在許多困難，而FEM-SPH(有限元-光滑粒子法)在求解流固耦合問(wèn)題時(shí)可以完美解決這個(gè)問(wèn)題，F(xiàn)EM-SPH耦合算法可以作為一種新的思路求解流固耦合問(wèn)題。本案例中采用FE-SPH耦合算法有效地模擬了高突水問(wèn)題對(duì)露天臺(tái)階的影響，露天臺(tái)階采用FEM有限元模型，高位水庫(kù)采用SPH粒子，可以實(shí)現(xiàn)流體與固體系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)耦合分析。

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數(shù)值模擬考慮了兩種TNT當(dāng)量（100 kg 與 200 kg） 及兩種爆炸深度（水面下12.5和25 m）的水下爆炸工況，實(shí)現(xiàn)了爆炸沖擊波-水體-壩體相互作用的完全耦合高精度模擬。模型完整再現(xiàn)了結(jié)構(gòu)從微損傷萌生、宏觀裂縫擴(kuò)展直至最終失穩(wěn)潰壩的全過(guò)程損傷演化，并特別計(jì)入了壩體損傷后庫(kù)水壓力的持續(xù)作用機(jī)制。研究結(jié)果表明：壩頂區(qū)域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)最薄弱部位，損傷破壞易在此處萌生并發(fā)展。