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ROCKFALL落石運(yùn)動(dòng)模擬分析軟件簡介

ROCKFALL模型是由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院力學(xué)中心和WSL雪地和雪崩研究所SLF的RAMMS程序團(tuán)隊(duì)開發(fā)的。該聯(lián)合項(xiàng)目得到了瑞士國家科學(xué)會(huì)的資助。ROCKFALL模塊用于研究下落的巖石的剛體運(yùn)動(dòng)。該模型可預(yù)測一般三維地形中的巖石軌跡。巖石的軌跡受巖石與地面之間的相互作用的支配。該模型包含六個(gè)主要狀態(tài)變量：落石的三個(gè)平移速度和三個(gè)旋轉(zhuǎn)速度。從中可以得出動(dòng)能，跳動(dòng)距離和跳躍高度。巖石定向和旋轉(zhuǎn)速度包括在巖石/地面相互作用中。因此， ROCKFALL模塊與AVALANCHE和DEBRISFLOW模塊從根本上不同，因?yàn)樗谟步佑|的剛體拉格朗日力學(xué)模型，而不是歐拉流體力學(xué)。它也與現(xiàn)有的落石模塊不同，因?yàn)閹r石/地面相互作用并非完全由簡單的回彈力學(xué)來控制，而是由摩擦（耗散）的巖石/地面相互作用來控制。這些控制著跳巖的發(fā)生。ROCKFALL模塊可預(yù)測所有剛體運(yùn)動(dòng)------巖石的滑動(dòng)，滾動(dòng)和跳躍。

ROCKFALL模塊與AVALANCHE和DEBRISFLOW模塊中使用相同的用戶友好可視化工具耦合�？梢暬ぞ呖奢p松進(jìn)行仿真的準(zhǔn)備，執(zhí)行，可視化和解釋。

Rockfall模型采用剛體力學(xué)，可以明確描述任意三維多面體，包括自然巖石形狀（請參見右圖）。將真實(shí)的巖石形狀引入落石模型可以更好地包含由不同地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生的巖石形狀和大小的自然變異性。借助此方法，我們可以更接近地模擬落石跳動(dòng)行為的真實(shí)本質(zhì)，將巖石形狀和特定地點(diǎn)落石危險(xiǎn)的釋放運(yùn)動(dòng)學(xué)特征相結(jié)合。

ROCKFALL開發(fā)組基于規(guī)模試驗(yàn)所搜集的準(zhǔn)確的大量數(shù)據(jù)，對軟件模型進(jìn)行了驗(yàn)證和校準(zhǔn)。

實(shí)地研究和實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)提供了必要的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以測試和驗(yàn)證新的RAMMS落石模型（請參見下圖）。