Динамика склоновых потоков
Название спецкурса на английском языке
Dynamics of slope flows
Пререквизиты
Отсутствуют
Целевая аудитория
3-6 курс, магистранты
аспиранты
Подразделение
[Кафедра гидромеханики]
Семестр
Весна
Тип спецкурса
Спецкурс по выбору студента
Учебный год
2026/27
Список тем
Классификация природных склоновых потоков по характеру движения, реологическим свойствам движущейся среды и другим свойствам. Наблюдения и измерения динамических параметров склоновых потоков.
Соотношения, описывающие реологические свойства движущихся сред в потоках различной физической природы. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Вязкопластические среды. Предел текучести.
Постановка задач о течениях со свободной поверхностью под действием силы тяжести. Системы уравнений. Динамические и кинематические условия на свободной поверхности. Условия на дне с учетом захвата и вовлечения потоком донного материала.
Задачи о ламинарных установившихся течениях ньютоновских и неньютоновских жидкостей по наклонной плоскости под действием силы тяжести. Профили скорости, связи напряжения трения на дне с глубиной потока и средней по сечению скоростью. Числа Рейнольдса, Фруда. Другие безразмерные комбинации параметров среды и потока.
Понятие о турбулентности. Уравнения Рейнольдса. Физический смысл турбулентных напряжений. Полуэмпирические теории турбулентности открытых потоков.
Гидравлические модели склоновых потоков. Вывод уравнений, осредненных по глубине потока, в предположениях теории «мелкой воды» — теории длинных волн. Способы учета трения для ламинарных и турбулентных потоков различной физической природы: для однородной жидкости; для потоков, транспортирующих твердую фазу; для потоков глинистых растворов и других вязко-пластических сред; для потоков сыпучих сред.
Постановки задач при наличии узких (по сравнению с основным масштабом явления) областей резкого изменения глубины и скорости. Условия на гидравлических прыжках.
Моделирование захвата материала склона при гидравлическом описании потока
Уравнения крупномасштабного приближения (теория кинематических волн). Условия на разрывах в кинематической теории. Задача о структуре кинематического разрыва.
Модель снежной лавины как турбулентного потока двухкомпонентной сплошной среды. Движение лавины по длинному однородному склону. Асимптотическое аналитическое решение.
Соотношения, описывающие реологические свойства движущихся сред в потоках различной физической природы. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Вязкопластические среды. Предел текучести.
Постановка задач о течениях со свободной поверхностью под действием силы тяжести. Системы уравнений. Динамические и кинематические условия на свободной поверхности. Условия на дне с учетом захвата и вовлечения потоком донного материала.
Задачи о ламинарных установившихся течениях ньютоновских и неньютоновских жидкостей по наклонной плоскости под действием силы тяжести. Профили скорости, связи напряжения трения на дне с глубиной потока и средней по сечению скоростью. Числа Рейнольдса, Фруда. Другие безразмерные комбинации параметров среды и потока.
Понятие о турбулентности. Уравнения Рейнольдса. Физический смысл турбулентных напряжений. Полуэмпирические теории турбулентности открытых потоков.
Гидравлические модели склоновых потоков. Вывод уравнений, осредненных по глубине потока, в предположениях теории «мелкой воды» — теории длинных волн. Способы учета трения для ламинарных и турбулентных потоков различной физической природы: для однородной жидкости; для потоков, транспортирующих твердую фазу; для потоков глинистых растворов и других вязко-пластических сред; для потоков сыпучих сред.
Постановки задач при наличии узких (по сравнению с основным масштабом явления) областей резкого изменения глубины и скорости. Условия на гидравлических прыжках.
Моделирование захвата материала склона при гидравлическом описании потока
Уравнения крупномасштабного приближения (теория кинематических волн). Условия на разрывах в кинематической теории. Задача о структуре кинематического разрыва.
Модель снежной лавины как турбулентного потока двухкомпонентной сплошной среды. Движение лавины по длинному однородному склону. Асимптотическое аналитическое решение.
Список источников
Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т. 1, 2
Эглит М.Э. Неустановившиеся движения в руслах и на склонах. М., МГУ, 1986.
Стокер Дж.Дж. Волны на воде. М.: Мир, 1977.
Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир, 1977.
Уилкинсон У. Л. Неньютоновские жидкости. Гидромеханика, перемешивание и теплообмен. М., Мир. 1964.
Eglit, M.E. 1983. Some mathematical models of snow avalanches. In Shahinpoor, M., ed. Advances in the Mechanics and the Flow of Granular Materials. Vol.2. Gulf Publishing Company. Houston, Texas, 577-588.
Eglit, M.E. and Demidov, K.S. Mathematical modeling of snow entrainment in avalanche motion. Cold Regions Science and Technology, 2005, 43 (1-2), 10-23.
M.E. Eglit, A.E. Yakubenko. Numerical modeling of slope flows entraining bottom material. Cold Regions Science and Technology. 2014. V.108, 139–148.
Эглит М.Э. Неустановившиеся движения в руслах и на склонах. М., МГУ, 1986.
Стокер Дж.Дж. Волны на воде. М.: Мир, 1977.
Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир, 1977.
Уилкинсон У. Л. Неньютоновские жидкости. Гидромеханика, перемешивание и теплообмен. М., Мир. 1964.
Eglit, M.E. 1983. Some mathematical models of snow avalanches. In Shahinpoor, M., ed. Advances in the Mechanics and the Flow of Granular Materials. Vol.2. Gulf Publishing Company. Houston, Texas, 577-588.
Eglit, M.E. and Demidov, K.S. Mathematical modeling of snow entrainment in avalanche motion. Cold Regions Science and Technology, 2005, 43 (1-2), 10-23.
M.E. Eglit, A.E. Yakubenko. Numerical modeling of slope flows entraining bottom material. Cold Regions Science and Technology. 2014. V.108, 139–148.
Дополнительная информация
Программа курса доступна на странице https://gidropraktikum.narod.ru/documents.htm
Контактная информация преподавателя https://vk.com/board163670179
День недели
по согласованию
Время
по согласованию
Аудитория
Ещё не назначена
Аудитория первого занятия
Ещё не назначена
Статус курса
Запись открыта
Форма записи на курс
Заполнение формы записи на курс доступно только студентам. Для записи на курс авторизуйтесь, пожалуйста, в студенческом аккаунте.