النمذجة متعددة المقاييس لديناميكا الحبيبات في تحفيز الانزلاق والسقوط

ملخص يُقترح إطار عمل نمذجة متعددة المقاييس هرمية لمحاكاة تحفيز الانزلاق والسقوط. يربط نموذج انزلاق-تكثيف على مستوى النظام (SCM) يحل التغذية الراجعة الهيدروميكانيكية داخل الانزلاق مع حل محلي يعتمد على طريقة العناصر المنفصلة (DEM) تكرر استجابة تشوه الرمل في النظام المسال. يتيح هذا الربط محاكاة انتقال سلس من سلوك مماثل للصلب إلى سلوك مشابه للسائل بعد التحول، والذي يتحكم فيه ديناميات حبيبات الرمل. للتحقيق في دور التفاعلات على مستوى الحبيبات، تحل محاكاة DEM نموذج الهيكلية داخل إطار عمل SCM، مما يتيح التقاط السلوك الناشئ الذي يعتمد على المعدل للرمل خلال نظام الحركة الخامل. لهذا الغرض، يُقترح خوارزمية جديدة لضمان عملية دقيقة لنقل معدل التشوه من التحليل العالمي إلى حل DEM المحلي تحت كلا من أنظمة الحركة شبه الثابتة (قبل التحفيز) والديناميكية (بعد التحفيز). تُظهر نتائجنا أن تفاصيل خوارزمية الربط لا تحمل عواقب كبيرة على تحليل التحفيز، حيث أن ديناميات مستوى الحبة غير ذات أهمية. على النقيض من ذلك، تم العثور على اختلافات كبيرة بين النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام الخوارزميات التقليدية والخوارزمية المقترحة في مرحلة ما بعد التحفيز. بشكل خاص، تعاني الخوارزميات الحالية من فقدان التقارب وتتطلب معالجة عددية صحيحة لالتقاط التأثيرات الدقيقة الناتجة عن اهتزاز الجزيئات بعد الانسيابية المسؤولة عن التأثيرات الشبيهة باللزوجة التي تنظم عفويًا سرعة الانزلاق. تؤكد هذه النتائج على الدور المهم للتغذية الراجعة المعتمدة على المعدل في تحليل المخاطر الطبيعية التي تنطوي على المواد الحبيبية، خاصة لتحليل انتشار ما بعد الفشل.