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Simulación Inversa para Extraer las Características de Flujo de Avalanchas de Nieve Artificial Basadas en Dinámica de Fluidos Computacional

Autores: Oda, Kenichi; Nakamura, Katsuya; Kobayashi, Yoshikazu; Suzumura, Jun-ichi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 5

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Muchos métodos de análisis numérico para predecir el movimiento de avalanchas de tierra o nieve pueden establecer las características de la fricción dinámica obtenidas de pruebas de campo, como la medición de avalanchas reales y pruebas de pendiente de modelos. Sin embargo, las características de fricción del flujo real de los objetos están influenciadas por cambios en la velocidad y densidad de los objetos en movimiento y no son necesariamente constantes. Además, determinar la dependencia de la tasa de deformación cortante de las propiedades de fricción a bajas tasas de deformación cortante es importante para predecir con precisión la distancia de alcance de la avalancha. En esta investigación, se llevaron a cabo pruebas de modelo utilizando un dispositivo de tambor rotatorio, y se generó una avalancha de nieve artificial. Luego, se extrajo la distribución de velocidad del flujo organizando el movimiento de la avalancha de nieve artificial que fluía en el dispositivo de tambor utilizando el método de Correlación de Imágenes Digitales. Además, se estimaron las características cambiantes del coeficiente de viscosidad del flujo pseudo utilizando una simulación inversa. Para los resultados, se sugirió que el método de estimación de características de flujo y características de fricción a partir de la avalancha artificial generada por el tambor rotatorio y el análisis inverso en el tiempo propuesto en este estudio fue efectivo, pero es necesario confirmar la cuestión de la necesidad de un análisis similar utilizando escalas reales. Si se encuentra que es aplicable a escalas reales en el futuro, contribuirá al desarrollo de este campo porque ampliará el rango de métodos para analizar avalanchas utilizando experimentos de modelo.

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