Geo-disaster Modeling and Analysis: An SPH-based Approach

از طریق استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات صاف (SPH)، این مونوگراف عمدتاً بر تغییر شکل‌های بزرگ و شبیه‌سازی‌های شکست جریان مواد ژئومواد و رفتار حرکتی تمرکز می‌کند که همیشه در بلایای زمین دخیل هستند. این کار پیشینه نظری، تکنیک‌های عددی، مسائل اجرای کد و بسیاری از برنامه‌های کاربردی جدید و جالب را پوشش می‌دهد. مدل‌های دو بعدی و سه‌بعدی SPH در چارچوب هیدرودینامیک و مکانیک جامدات با توضیحات دقیق ایجاد شده‌اند. این مونوگراف همچنین حاوی نمونه‌های جذاب و کاربردی بسیاری از مدل‌سازی و تحلیل بلایای جغرافیایی است، از جمله حرکت سیال زمین لغزش‌های جریان مانند، گسترش جانبی خاک‌های مایع شده، و لغزش‌های جریان در محل‌های دفن زباله. در شبیه‌سازی‌های SPH مستند، انتشار بلایای جغرافیایی به طور موثر بازتولید می‌شود. رفتارهای دینامیکی ژئومواد در طول انتشار مشخص می شود، از جمله مسیر لغزش، سرعت جریان، حداکثر فاصله رسیده، و توزیع رسوبات. به این ترتیب، مونوگراف وسیله ای برای نقشه برداری از مناطق خطرناک، برآورد شدت خطر و شناسایی و طراحی اقدامات حفاظتی مناسب ارائه می دهد.

Through application of the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method, this monograph mainly focuses on large deformations and flow failure simulations of geomaterials and movement behavior, which are always involved in geo-disasters. The work covers the theoretical background, numerical techniques, code implementation issues, and many novel and interesting applications. Two-dimensional and three-dimensional SPH models in the framework of both hydrodynamics and solid mechanics are established, with detailed descriptions. The monograph also contains many appealing and practical examples of geo-disaster modeling and analysis, including the fluidized movement of flow-like landslides, lateral spread of liquefied soils, and flow slides in landfills. In the documented SPH simulations, the propagation of geo-disasters is effectively reproduced. Dynamic behaviors of geomaterials during propagation are ascertained, including sliding path, flow velocity, maximum distance reached, and distribution of deposits. In this way, the monograph presents a means for mapping hazardous areas, estimating hazard intensity, and identifying and designing appropriate protective measures.