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研究人员新开发了一种数学模型 能够预测堤坝决堤

  近日据外媒报道,研究人员新开发了一种数学模型,可用于预测水中的凤凰平台堤坝是否会决堤。河堤是用泥土筑成的小型水坝,用于在河道中蓄水,但不会对河道造成太大的影响。但是,当洪水超过一定水位时,有可能造成堤坝决堤,将会对人类生命财产安全带来毁灭性的打击。

  

  为这个问题提供解决方案并保障河岸附近居民的生命财产安全也是水力学的工作。因此,科尔多瓦大学农业系的水利工程教授scar castro orgaz和一个国际研究团队开发了一种物理方程系统,该系统可模拟水溢出堤坝时是否会造成决堤,从而提前预测,减少生命财产的损失。

  虽然类似这样的研究已经在河流水力学领域进行了一段时间,但迄今为止开发的大多数预测模型都假设堤坝始终是静止的,水流只是不断侵蚀其表面。但是这并不准确,因此科尔多瓦大学基于合并的变量开发的全新数学模型。这一新模型考虑了当水溢出并侵蚀时,堤坝所经历的变形等因素。

  

  为了预测堤坝在什么条件下用什么方式决堤,以及决堤后的解决方案,研究人员利用数学模型求解的物理方程进行了综合分析。同时进行了一系列的实验,以验证方程和模型预测的结果是否与现实一致。

  实验中,通过建造一个缩小比例的堤坝模型,利用速度、压力、水位和与堤防的摩擦等变量对模型进行试验,同时还考虑了堤坝材料的性能,最终验证了模型的预测能力。

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