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雪崩和冰崩中的力学研究中的常见术语

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雪崩(Avalanche)——是一种自然灾害,通常指大量的雪在重力作用下沿着山坡迅速下滑的现象。


冰崩(Ice Avalanche)——是指大量的冰块或冰川冰体在重力作用下沿着山坡或冰川前沿突然塌落和快速滑动的现象。冰崩类似于雪崩,但主要由冰块或冰川的断裂和滑动引发,而不是雪。冰崩通常发生在高海拔的冰川区域,并伴随着极强的破坏力。


全尺寸雪崩试验(Full-Scale Avalanche Testing)——是一种在真实自然环境中进行的大规模雪崩实验,旨在研究雪崩的运动特征、能量释放、冲击力分布和雪层结构的变化。

这类实验是为了弥补室内小型实验和数值模拟的局限性,提供真实的物理数据,用于雪崩预测模型的验证、雪崩防护设计和风险评估。


缩尺雪槽实验(Scaled Snow Chute Test)——是一种室内或受控室外环境中使用小型雪槽(滑道)来模拟雪崩过程的实验方法。与全尺寸雪崩试验相比,缩尺实验在可控性、可重复性和成本方面具有明显优势。该实验广泛用于研究雪崩的滑动特性、速度、加速度、冲击力和流动行为,并为数值模拟和理论模型的验证提供了宝贵的数据。


复杂流体(Complex Fluids)——是指具有比传统牛顿流体更复杂的流动行为和物理特性的流体。与普通的水、空气等牛顿流体不同,复杂流体的流变特性(粘度、弹性和塑性)随应力、剪切速率或时间变化,因此它们的流动行为通常难以用简单的牛顿力学方程来描述。


常见的复杂流体包括:


  • 非牛顿流体(如血液、牙膏、泥石流、雪崩颗粒流)

  • 多相流(如泡沫、乳状液、悬浮液)

  • 颗粒流(如沙子、泥石流、雪崩中的颗粒流动)


颗粒流(Granular Flow)——是指由大量固体颗粒组成的流动体系,这些颗粒通过碰撞、滑移和摩擦相互作用,表现出类似于固体、液体和气体的混合特性。


Voellmy双参数模型(Voellmy Two-Parameter Model)——是一种常用于描述雪崩、泥石流和颗粒流等快速重力驱动流动的连续介质模型。该模型通过引入库仑摩擦力和湍流阻力来描述流动过程中颗粒的滑动和内耗损失。与单一的库仑摩擦模型不同,Voellmy模型通过将摩擦效应和湍流效应分离,从而更精确地捕捉了颗粒流的动力学行为,特别是在快速运动的雪崩、泥石流和颗粒流中。


多孔黏弹塑性模型(Porous Viscoelasto-Plastic Model, PVEP Model)——是一种耦合了孔隙效应、黏弹性和塑性行为的本构模型,用于描述含孔隙材料(如岩石、混凝土、土壤和金属发泡体)在外力作用下的变形、应力-应变响应和损伤行为。该模型综合了弹性、黏性和塑性特性,同时考虑孔隙压力和孔隙结构对材料强度的影响,可用于高温、动态加载和大变形的情境。


颗粒流流变模型(Rheological Models for Granular Flow)——用于描述颗粒物质(如砂、土壤、谷物、岩石碎屑等)在外力作用下的应力-应变关系。与传统的流体不同,颗粒流表现出固体、液体和气体三种形态的复杂行为,这使得对其流变特性的建模更具挑战性。


流变行为(Rheological Behavior)——指的是材料在外力(如剪切力、拉伸力或压缩力)作用下的应力-应变关系及其变形特性。这种行为反映了材料在不同应力、应变速率和时间条件下的流动和变形机制。流变行为在固体、液体和颗粒材料中均有体现,尤其在非牛顿流体、软物质、颗粒材料和岩土材料中表现得尤为复杂。


流体动力学(Fluid Dynamics)——是研究流体(液体和气体)在外力作用下的运动规律、力学行为和相互作用的学科,属于流体力学的一个重要分支。流体动力学关注的是流体的速度、压力、密度和温度如何随着时间和空间的变化而发生变化。它广泛应用于工程、物理、气象学、航天等领域。


连续介质力学(Continuum Mechanics)——是研究连续物质(如固体、液体、气体等)在外力作用下的变形、应力分布、运动和物理行为的学科。它假设物质是连续的,没有原子或分子的离散性,适用于大多数宏观尺度上的物质行为。


高地震烈度——指的是地震在某个地区所造成的震感强度及其造成的破坏程度。地震烈度是用来描述地震影响程度的标准,通常由地震发生地的震感、建筑物的损害、地面变形等因素来衡量。不同国家和地区对地震烈度的划分有所不同,但通常使用的标准是中国地震烈度表或国际上常用的修订麦修(MMI)烈度表。


高地应力——指的是在某个地区或岩层中,由于地质结构的特殊性(如板块碰撞、断层活动)或者地下深度等原因导致的异常较大的应力。高地应力常出现在深层地下(如深矿、深井等)或某些构造活跃区域。


高水头——通常指水源的高度(或压强)非常大,能够提供强大的水动力。例如,在水库、大坝、水力发电站等地方,水头越高,水流的势能越大,所能提供的能量也越高。


高寒——通常是指寒冷气候区域,尤其是指海拔较高或纬度较高的地区,气温长期较低、冰雪覆盖时间长、气候严寒的环境。高寒地区的特点不仅仅是温度低,还包括较低的气压、低氧、强烈的紫外线照射等因素。


雪龄——是指从雪开始积累到当前时刻之间的时间长度,通常用于描述积雪的年龄。它是衡量雪层或雪面在自然环境中持续时间的重要指标,广泛应用于气候学、雪地运动、冰雪工程、滑雪等领域。雪龄不仅反映雪的存在时间,还与雪的物理性质变化密切相关。随着雪龄的增加,雪的结构、密度、硬度等会发生变化,尤其在积雪经历多个周期的温度波动后,雪的性质变化更加显著。


高位雪崩(High-altitude avalanche)——通常指的是发生在海拔较高的山区或高原地带的雪崩。由于这些地区常常具备特殊的地理、气候和积雪条件,高位雪崩的特点和影响可能与低海拔地区的雪崩有所不同。


雪层结构——是指积雪在一定时间内形成的不同雪层之间的物理和化学结构层次。雪层的结构不仅影响雪的外观和性质,还对雪崩的发生、滑雪运动、建筑物负荷等方面具有重要影响。雪层结构的形成受降雪量、温度波动、风力等多个因素的共同作用。


雪温——是指积雪或雪层的温度,它是一个关键的气象变量,对雪的稳定性、雪崩的发生、滑雪条件、雪的融化过程等方面有着重要的影响。雪温不仅反映了积雪的热力学状态,还影响着雪层的结构和物理特性。


雪中的液态水含量(也称为“雪水当量”)——是指积雪中所含有的液态水的质量,通常用来衡量雪的湿度或雪的水分含量。液态水含量是判断雪层湿度和雪崩风险、评估融雪过程以及了解降水类型的重要指标。


积雪体积——是指某一区域内积雪的三维空间大小,通常表示为立方米(m³)或其他单位,如立方千米(km³)。积雪体积可以反映该区域的积雪量,是研究雪水当量(SWE)和雪层稳定性、融雪过程、雪崩风险以及水资源管理等方面的重要参数。


雪崩中的二分法——通常是指一种用来预测或分析雪崩发生的分区方法,尤其在雪崩危险区和雪层稳定性评估中。二分法可以用于不同情境下的雪崩研究,主要目的是通过将积雪区域或雪层特征分为两类或两组,以便更加简化分析过程,帮助评估雪崩发生的可能性。


雪崩危险区域的二分法


高风险区——通常指陡坡区域(如坡度超过30°)、风积雪区域、雪层积累较厚的地方,或者积雪处于较高温度和湿度条件下,容易形成不稳定的雪层。


低风险区——包括坡度较小的区域,积雪较少或处于稳定状态的区域,或者没有暴露于大风或强降雪的地方。


雪层稳定性评估的二分法


稳定雪层——雪层中的颗粒紧密结合,表面没有明显的裂缝或滑动面,雪层在外部扰动下不易发生雪崩。


不稳定雪层——通常有松散的层次或冰层,或存在雪层之间的弱界面,容易受到外力影响而滑动或崩塌。


雪崩力学模型中的二分法


启动阶段——雪层失稳,开始滑动。这通常是由于外部扰动(如降雪、风吹雪、人工干扰)导致雪层的断裂。


传播阶段——一旦雪崩启动,积雪会沿着坡面滑动并加速,形成流体状的雪崩,最终可能达到雪崩的最大速度或范围。


雪崩的二分法模型:Voellmy模型


摩擦力(通常与雪崩速度有关)——描述雪与地面或雪层之间的摩擦作用。


粘性力(与雪的密度和流动性相关)——描述雪在雪崩运动过程中由于内部摩擦产生的阻力。


滑雪雪崩的二分法:干雪与湿雪


干雪雪崩——通常发生在低湿度、高温条件下的干燥雪层中,这种雪层更容易发生滑动和雪崩。


湿雪雪崩——通常发生在温暖天气或雪层融化时,雪层密度较大、黏性强,雪崩的发生机制与干雪不同。


冷致密性雪崩(Cold-Density Snow Avalanche)——是一种特定类型的雪崩,通常发生在干雪条件下,特别是在气温低于0°C的情况下。这种雪崩的特点是积雪密度相对较低,通常形成较轻的雪层,并且大多数雪层的颗粒是冷、干的。冷致密性雪崩的发生机制和其他类型的雪崩相比,通常不依赖于湿度较高的雪或融雪水,而是与低温、积雪的密度和结构有关。


暖剪切型雪崩(Warm Shear-Type Avalanche)——是一种特定类型的雪崩,通常与较高温度和雪层中存在一定水分的条件下发生。其特点是在雪层中,特别是上层和下层之间存在温度差异,导致不同雪层之间发生滑动或剪切现象,从而引发雪崩。暖剪切型雪崩通常与湿雪或温暖天气条件相关,雪层中的液态水或湿度增加使得雪层的稳定性降低,形成滑动面,最终导致雪崩。


暖塞型雪崩(Warm Plug-Type Avalanche)——是一种较为特殊的雪崩类型,通常与温暖气候条件下积雪的变化、雪层之间的相互作用以及局部环境条件相关。它的名字“塞型”来自于雪层的内部结构特征,即雪层中形成了类似“塞子”状的滑动面或封闭区域,这种结构导致积雪在特定条件下发生突然滑动并引发雪崩。暖塞型雪崩常常发生在积雪和温度条件较为复杂的地区,尤其是春季或气温波动较大的时期。


滑动板块雪崩(Sliding Plate Avalanche)——是一种特殊类型的雪崩,通常发生在雪层的某个区域发生局部滑动,类似于一个大板块沿着雪面或坡面滑动,从而引发更大范围的雪崩。滑动板块雪崩的名称来源于这种雪崩的主要特征——积雪层在坡面上像板块一样滑动。其发生通常与雪层结构、温度变化、积雪压力等因素有关。


非黏性密集颗粒流(Non-viscous Dense Granular Flow)——是指在没有显著黏性效应的情况下,颗粒间的相互作用主导着颗粒流的行为。此类颗粒流通常指颗粒之间的相互碰撞、摩擦和重力作用等,导致流体的流动模式。与常见的流体(如水或空气)不同,颗粒流通常表现为离散的颗粒系统,其中颗粒的接触力和颗粒间的相对运动起着重要作用。


雪粒之间的颗粒重排(Particle Reorganization between Snow Grains)——指的是在积雪或雪层内部,由于外部环境(如温度变化、压力变化、湿化等)或内部应力(如滑动、变形等)作用下,雪粒(雪花、冰晶、雪颗粒)相互移动、重新排列的过程。这种重排可以改变雪层的结构、密度和物理性质,进而影响雪层的稳定性、雪崩风险以及雪层对外部扰动的响应。


力链(Force Chain)——是指在颗粒物质(如砂、土、雪等)或颗粒流中,颗粒之间通过接触、碰撞或摩擦等方式形成的一系列相互连接的力传递路径。这些力链在颗粒流动或变形过程中起到了重要的作用,尤其在密集颗粒流和固体颗粒之间的相互作用中,力链的形成和破裂对材料的力学行为具有深远影响。


类液态(quasi-liquid state)——是一种介于固态和液态之间的物质状态。它通常指的是在固体材料的表面或微观尺度上,物质表现出液态的某些特征,如流动性和表面张力,但整体上仍保持固态的结构。类液态通常出现在某些特定的物理和化学条件下,比如高温或极端环境中。


跨流态力学行为(Cross-Flow State Mechanics)——通常指的是物质或流体在不同流动状态之间的转变和相互作用过程。这种行为在多相流、颗粒流、非牛顿流体和复杂流体等多种流动系统中都具有重要的研究意义,特别是在不同流态之间的过渡、界面运动、湍流与层流的相互作用等方面。


雪崩观测——是指通过各种手段和技术对雪崩发生、发展和后果的监测与记录。雪崩是雪层不稳定导致的快速下滑现象,通常具有极高的破坏力,因此有效的雪崩观测对于雪崩预警、风险评估以及雪崩后的灾害评估具有重要意义。


原型积雪(Prototype Snow)——是指一种理想化的雪层模型,通常用于研究积雪的力学性质、热学特性和雪崙等自然现象的模拟。原型积雪的概念侧重于描述某些具有代表性的雪层特性,通常包含雪的颗粒、密度、湿度、温度、结构和强度等属性。在研究雪崩、雪层稳定性、积雪的热物理模型时,原型积雪模型常被用来作为研究和实验的基础。


非平衡耗散过程(Non-equilibrium Dissipative Processes)——是指在远离热力学平衡状态下,物理系统通过耗散机制(如摩擦、粘性流动、热传导等)逐步消耗系统内的能量并发生相应的变化的过程。


高度波动的密度(High-density fluctuations)——是指在某些物理系统中,物质的密度在空间或时间上表现出显著的波动或不均匀变化。这种现象通常出现在远离平衡态的条件下,尤其是非平衡或临界状态下,或者在具有复杂相互作用的系统中,如流体、气体、等离子体、颗粒物质和某些固体材料等。


涌浪现象(Surge Wave Phenomenon)——通常指的是在水体中产生的一种特殊波动现象,通常由强烈的水流、风力、地震等外部扰动引起。涌浪的特点是波浪呈现出迅猛、强烈的波动,具有较大的波幅和较长的波长,往往会对沿海地区的水位、航行安全等产生显著影响。


涌波现象(Surge Wave Phenomenon)——通常是指在水体、空气或颗粒介质中,由外部因素引发的快速波动或波浪传播。它通常表现为快速传播、强烈波动的波形,具有较大的波幅和波长。涌波的概念可以在多种物理介质中出现,尤其是在液体介质(如海洋)和颗粒流中,通常指的是一种具有强大能量、迅速传播的波动现象。


非局域行为——涉及大范围的流体或颗粒之间的相互作用,流体的物理特性、动力学行为受到长距离影响。这种行为关注的是流体和颗粒之间在较大尺度上的相互作用,包括影响流场、传热、传质、动量传递等远程效应。


粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,简称PIV)——是一种用于流体动力学研究的光学测量技术,广泛应用于流速场的定量分析。PIV通过在流体中添加微小粒子,利用高速相机拍摄粒子的运动轨迹,从而获得流体的速度场信息。它是一种非侵入性、全场的测量方法,能够提供二维或三维的速度分布,广泛用于实验室研究、工程应用和工业检测。


粒子跟踪测速法(Particle Tracking Velocimetry,简称PTV)——是一种用于流体力学研究的技术,旨在通过追踪流体中单个粒子的运动轨迹来计算流体的速度场。与粒子图像测速法(PIV)不同,PTV关注的是单个粒子的运动,而PIV则是通过多粒子的图像来间接推算速度场。PTV通常用于高精度、低浓度的流动中,特别适用于流速较低、流场比较简单的情况。


利用脉冲多普勒雷达(Pulse Doppler Radar,简称PDR)——进行地球物理流动力学研究,是一种通过雷达技术探测和分析流体流动及其相关物理过程的先进方法。这种方法特别适用于大范围、实时的流体动态测量,如大气流动、海洋流动、冰雪流动、甚至地震波传播等研究。脉冲多普勒雷达通过测量目标物体(如空气、水流或雪流)相对于雷达的速度来分析其流动特性。


红外辐射热成像技术(Infrared Thermography, IRT)——是一种利用红外辐射原理,通过红外摄像设备探测物体表面温度分布的技术。红外热成像技术能够捕捉物体发出的红外辐射,并将其转换为可视化图像,从而显示物体的热分布情况。这项技术常用于物体温度测量、缺陷检测、热损失评估以及流体、结构、环境等方面的分析。


剪切板(Shear Plate)——通常是指在结构力学或材料力学中,承受剪切力的平面或板材。在不同的应用领域中,剪切板的具体含义和功能有所不同,但其核心概念是承载剪切应力并通过变形或滑移响应外部施加的剪切力。


激光扫描仪(Laser Scanner)——是一种利用激光束扫描并测量物体表面或环境的三维坐标的测量设备。它通过发射激光束并接收反射回来的信号来精确地捕捉目标物体或场景的空间数据,通常用于获取高精度的三维空间信息。激光扫描仪在测量、建模和数据采集方面有广泛应用,特别是在建筑、工程、考古、地质勘探等领域。


检波器(Detector)——是一种用于探测和转换特定信号或物理量(如光、热、电磁波、声波等)为可测量的电信号或其他形式的输出的仪器。根据应用领域的不同,检波器的种类和工作原理也有所不同。检波器广泛应用于科学研究、工业测量、医疗诊断、通信等领域。


压力传感器(Load Sensor)——是一种用于测量物体所受荷载(即力)的传感器。它通常通过将物体所承受的力转换为电信号或其他可测量的物理量,从而帮助监测和控制各种工程、工业及科学实验中的荷载情况。荷载传感器广泛应用于测力、称重、压力、机械结构的监测等领域。


电容探针(Capacitive Probe)——是一种基于电容原理的传感器,用于检测物体表面的位置、距离、厚度或其他物理量。它通过测量电容的变化来实现感应和测量,广泛应用于工业、电子、材料检测等领域。


光学传感器(Optical Sensor)——是一种利用光的特性(如光的强度、波长、相位、偏振等)来感知环境或物体状态的传感器。光学传感器通过检测物体与光的交互作用(如反射、透过、散射、吸收等),将这些物理变化转化为可处理的信号。它们广泛应用于工业、自动化、医疗、环境监测、机器人、通信等多个领域。


气压皮托管(Pitot Probe),又称皮托管(Pitot Tube)——是一种用于测量流体(如气体或液体)速度的仪器。它最初由法国工程师亨利·皮托(Henri Pitot)在18世纪末发明,用于航空和航海中的速度测量。皮托探针通常用于测量风速、流体的流速或飞行器的空速。


超声波风速计(Ultrasonic Anemometer)——是一种利用超声波技术测量风速和风向的仪器。与传统的风速计(如机械风速计或热丝风速计)相比,超声波风速计通过测量超声波在空气中传播的时间差来推算风速和风向。这种设备具有高精度、快速响应、无运动部件等优点,广泛应用于气象观测、环境监测、工业过程控制等领域。


脉冲多普勒雷达(Pulsed Doppler Radar)——是一种利用多普勒效应原理来测量目标物体相对于雷达的速度的雷达系统。与传统的雷达技术不同,脉冲多普勒雷达通过发射短时间的脉冲信号并接收反射信号,能够精确测量目标的速度、位置以及其他动态特性。


激光扫描仪(Laser Scanner)——是一种利用激光技术进行高精度三维空间数据采集的仪器。它通过发射激光束并测量其返回时间(或强度)来获取目标物体或环境的详细三维坐标信息。激光扫描仪常用于地理信息系统(GIS)、建筑、考古、矿业、工程测量等领域,能够快速获取大量点云数据,进而生成高精度的三维模型。


粒度分离(Particle Size Separation)——是指根据颗粒的大小差异,将混合物中的颗粒进行分离的过程。这个过程在很多工业和科学领域中都非常重要,例如矿业、环境工程、食品工业、材料科学等。粒度分离的原理通常基于不同颗粒在外部作用力(如重力、离心力、气流等)下的行为差异。根据颗粒的不同尺寸、形状和密度,采用不同的分离技术将它们分类。


流态转变(Flow Regime Transition)——是指流体在特定条件下,由一种流动状态转变为另一种流动状态的过程。流态转变常见于湍流、层流以及各种特殊流态之间的转换,通常是由于流速、粘度、压力、温度、流体的性质等因素发生变化而引起的。


速度分层(Velocity Stratification)——是指在流体流动中,由于流体性质、外部条件或流动状态的不同,流速在垂直方向上呈现出不同层次的分布现象。在流体流动过程中,不同层次的流速变化通常会导致流体内部的速度梯度,这种现象在很多流动系统中都能观察到,尤其在层流、湍流、边界层和多相流等情况中尤为显著。


弗劳德相似性原理(Froude Similarity Principle)——是流体力学中的一种相似性准则,用于描述在不同尺度下流动现象的相似性。它主要用于分析和模拟流体动力学系统,尤其是在水流、河流、船舶设计等领域中,具有广泛的应用。弗劳德相似性原理的核心思想是通过相似的弗劳德数(Froude number)来确定流动的相似性。弗劳德数是一个无量纲的量,反映了流体惯性力与重力之间的比值。


雪层温度——热流测量仪是一种用于测量雪层中温度变化和热流量的仪器。它通常用于研究雪层内部的热交换过程、雪的温度分布以及雪层对外界气候变化的响应。该设备广泛应用于气候学、雪崩学、雪层物理学以及环境监测等领域,帮助研究人员了解雪层的热物理性质和与气候系统的相互作用。


水质分析仪——是一种用于检测和分析水体中各种化学、物理和生物参数的仪器。它广泛应用于环境监测、水处理、工业生产、农业灌溉、饮用水安全等领域,帮助确保水质的安全和合规性。水质分析仪可以测量水中的溶解氧、pH值、浑浊度、温度、重金属离子、氨氮、硝酸盐、总磷等各种水质指标。


积雪特征仪——是一种用于测量和分析积雪特征和性质的仪器。它通常用于研究雪层的物理性质、结构、密度、湿度、厚度等重要参数,为雪崩预警、气候变化研究、环境监测等提供数据支持。积雪的特征包括雪层的深度、温度、密度、含水量、颗粒结构等,这些参数对于研究雪的稳定性、热力学行为、融化过程及雪崩风险等非常重要。


雪崩冲击力测量仪——是一种用于测量雪崩过程中雪流对物体或结构所产生的冲击力的仪器。雪崩冲击力是雪崩流动中一个重要的物理现象,涉及雪流的速度、密度、厚度等因素。冲击力的测量对雪崩灾害的评估和防护设计至关重要,特别是在滑雪场、山区道路、建筑物、桥梁等设施的安全设计中。


多孔颗粒介质材料——是一类具有显著孔隙结构的固体材料,通常由颗粒或小颗粒构成,这些颗粒通过物理或化学方式聚集在一起,形成一个具有孔隙(空隙)的网络结构。多孔颗粒介质广泛应用于各种工程和自然过程中的流体传输、热传导、力学行为等方面。其典型应用包括土壤、煤炭、岩石、泡沫材料、过滤器、催化剂载体、隔热材料等。


结晶——是指雪粒中的水分在特定条件下通过物理或化学作用形成晶体结构的过程。在雪崩中,结晶现象会影响雪粒的形态、表面性质和相互作用力,从而影响雪的稳定性和雪崩的发生。


烧结——是指在高温和/或高压条件下,颗粒间发生粘结并最终形成一个更加坚固的固体结构的过程。在雪崩的过程中,烧结现象发生在雪粒之间,特别是在雪层内积累较高压力或温度时。


颗粒之间的粗粒化(Granular Coarsening)——是指在颗粒介质中,随着时间的推移,颗粒的大小分布发生变化,通常表现为较小的颗粒聚集形成较大颗粒的过程。这个过程与颗粒间的相互作用、粒度变化、压力和温度等因素密切相关。粗粒化现象通常在颗粒流、粉末、土壤以及雪崩等系统中观察到,并且对材料的力学性质、流动行为和稳定性有重要影响。


雪崩的侵蚀夹带(Erosion and entrainment in avalanches)——是指在雪崩过程中,雪流(雪的运动)对其下方的地面、植被或其他雪层的侵蚀作用,以及雪崩中雪流将物质(如雪、冰、岩石或其他碎片)夹带进入雪流的现象。这一过程不仅会改变雪崩的动力学特性,还可能加剧灾害的破坏力。


宏观雪崩动力学(Macroscopic Avalanche Dynamics)——是研究雪崩在大尺度上的动力学行为的学科,关注的是雪崩的整体流动、传播以及与环境的相互作用。它与微观雪崩动力学(研究单个雪粒的运动)不同,宏观雪崩动力学主要研究雪崩的整体特性,包括雪崩的形成、发展、运动路径、速度、动力学和破坏力等方面。


雪粒非均质微观结构(Heterogeneous Microscopic Structure of Snow Particles)——是指雪粒内部和雪粒之间在微观尺度上的结构不均匀性。雪粒并不是完全均匀的,它们的形态、大小、组成、密度和相互连接等在空间上存在差异,这种差异通常表现为一种复杂的非均质结构。非均质的微观结构直接影响到雪的物理性质,如密度、热传导、透气性和力学性能等,从而影响雪的积累、雪崩的形成、雪层的稳定性以及其他相关的环境行为。


风吹雪的分形晶体破碎理论——是用来描述在风的作用下,雪晶体在积雪层内或表面上发生破碎与形态变化的现象的理论模型。该理论将风吹雪中雪晶体的破碎行为与分形理论相结合,试图解释雪晶体在风的剪切力作用下如何发生碎裂、形态改变,以及如何影响雪层的结构、雪的颗粒分布、以及可能的雪崩发生等。


板块雪崩(Plateau Avalanche)——是一种特定类型的雪崩,其特点是雪崩的滑动面通常较为平坦,雪层在较大面积范围内滑动,并且雪崩过程发生在整个雪层或大面积的区域内。与传统的滑坡型雪崩不同,板块雪崩通常是由积雪层内的弱层(如湿雪或融化雪)和较为坚硬的雪层之间的相互作用引起的。


颗粒流的连续固-液相变——是指在颗粒流体系统中,颗粒和液体的相互作用或颗粒间的摩擦、碰撞等力学行为引发的由固态颗粒到液态流体状态的转变过程。这个过程不仅涉及到颗粒的物理运动,还包括颗粒与流体的交互作用,通常出现在颗粒在流体中的流动状态下,或者在固-液相界面处。颗粒流的固-液相变描述了颗粒如何在液体的影响下改变流动行为,或者颗粒通过流动介质中的液体相变得流动或变得不稳定。


雪硬化特性——指的是雪层在自然环境中逐渐变硬、密实的过程,主要由雪粒之间的相互作用、气候条件(如温度、湿度、风速等)以及雪层本身的物理性质(如颗粒形态、密度等)所驱动。雪硬化是积雪动态变化中的一个重要特征,涉及到雪层内部的结构变化、力学性能提升,以及雪的承载能力和稳定性变化。

来源:STEM与计算机方法
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著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-12-13
最近编辑:1天前
江野
博士 等春风得意,等时间嘉许。
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