????復雜地形下大規模滑坡動態模擬一直是地質災害研究領域的難點。傳統方法在處理滑坡體與崎嶇地形的接觸作用問題時,常因計算效率低或精度不足導致模擬結果失真,難以滿足實際工程需求。
????針對上述挑戰,成都山地所張曉鵬博士、胡凱衡研究員及合作者提出了一種基于三角不規則網絡模型與局部鄰域搜索方案的三維物質點法高效模擬框架,改進了基于距離和密度水平集函數的點面接觸檢測算法。該研究通過三角不規則網絡模型精準刻畫復雜地形幾何特征,并引入桶排序算法優化滑坡體與地形的接觸檢測過程,顯著提升了粒子與三角網格匹配的計算效率。
????為驗證方法的有效性,團隊通過彈性滑塊案例、水槽試驗,以及新磨村滑坡案例進行了測試。結果顯示,新方法在接觸檢測效率上較基于密度和距離水平集的方法提升數倍,且模擬結果與理論解、實驗數據以及滑坡堆積形態高度吻合。
????所提出的方法具有易于集成的優勢,可無縫嵌入高性能物質點法計算框架,為復雜地形下地質災害動力學模擬提供了新思路,有望進一步提升災害預警的時效性與準確性,為山區防災減災決策提供技術支撐。
????該研究得到了第二次青藏高原綜合科學考察(2019QZKK0902)、西藏自治區重點研發計劃(XZ202301ZY0039G)、成都山地所自主部署項目(IMHE-ZDRW-01)及國家重大科技基礎設施“地球系統數值模擬裝置”的聯合資助,成果以“Efficient local neighborhood search scheme for three-dimensional MPM modeling of large-scale landslides on complex terrain”為題,發表在巖土計算領域權威期刊?Computers and Geotechnics?上。
TIN三角網鄰域局部搜索算法(LNS)