[发明专利]一种海底滑坡过程模拟方法及系统

权利要求书

1.一种海底滑坡过程模拟方法，其特征在于，包括：

将海底滑坡体模拟区域无网格离散化后构建滑坡体粒子模型，初始化滑坡体粒子的物理力学参数值；

构建滑坡体粒子的邻近粒子紧支域，在每个时间步内，对邻近粒子紧支域内的滑坡体粒子进行遍历，得到滑坡体粒子间的相对运动状态和滑坡体粒子的应力张量状态，以此判断滑坡体粒子所处的临界状态，并选择对应的本构方程；

根据本构方程得到固液边界密度和压强的预测-校正循环结果，以及得到滑坡体粒子的密度变化率、应力变化率和动量变化率，并以此对滑坡体粒子的物理力学参数值进行更新，在设定的时间步长内，得到海底滑坡体的滑动与堆积过程的模拟结果。

2.如权利要求1所述的一种海底滑坡过程模拟方法，其特征在于，在滑坡体粒子模型的边界外侧根据边界排斥粒子与虚拟粒子创建速度无滑移边界粒子层，将海水的重力作用以及波浪载荷施加在海水粒子上，将坡体的陆坡作用力及构造作用力转化为应力边界条件施加在边界粒子层上作为位移边界条件。

3.如权利要求1所述的一种海底滑坡过程模拟方法，其特征在于，构建滑坡体粒子的邻近粒子紧支域的过程包括：根据光滑核函数和粒子邻域搜索半径，采用链表搜索法进行滑坡体粒子配对，形成所有滑坡体粒子的支持域与影响域，确定滑坡体粒子间的相互作用关系，构建海底滑坡体模拟区域内所有滑坡体粒子的邻近粒子紧支域。

4.如权利要求1所述的一种海底滑坡过程模拟方法，其特征在于，判断滑坡体粒子所处的临界状态，并选择对应的本构方程的过程包括：滑坡体粒子为固体临界状态时选择弹塑性本构方程，滑坡体粒子为液体流临界状态时选择粘塑性本构方程，滑坡体粒子为固液转换状态时选择非牛顿流体流变模型。

5.如权利要求1所述的一种海底滑坡过程模拟方法，其特征在于，在固液边界密度和压强的预测-校正循环过程中，每个时间步内，采用显示积分方法进行邻近粒子紧支域内滑坡体粒子密度的求和，得到滑坡体粒子密度变化率，根据滑坡体粒子密度变化率以及压力状态方程，采用PCISPH预测-校正策略进行滑坡体粒子压强值的更新。

6.如权利要求1所述的一种海底滑坡过程模拟方法，其特征在于，在固液边界密度和压强的预测-校正循环过程中，在粒子压强值更新后，判断预测-校正循环后的压力值是否满足循环条件，若不满足，则表明已达到不可压缩状态，退出预测-校正循环；否则，继续预测-校正循环直至达到不可压缩状态。

7.如权利要求1所述的一种海底滑坡过程模拟方法，其特征在于，滑坡体粒子的密度变化率、应力变化率和动量变化率的计算过程包括：通过核近似和粒子近似法求解粒子模型连续性方程的SPH近似式，得到密度变化率，根据动量方程的SPH近似式得到应力变化率，根据能量方程的SPH近似式得到动量变化率。

8.一种海底滑坡过程模拟系统，其特征在于，包括：

模型构建模块，被配置为将海底滑坡体模拟区域无网格离散化后构建滑坡体粒子模型，初始化滑坡体粒子的物理力学参数值；

本构方程确定模块，被配置为构建滑坡体粒子的邻近粒子紧支域，在每个时间步内，对邻近粒子紧支域内的滑坡体粒子进行遍历，得到滑坡体粒子间的相对运动状态和滑坡体粒子的应力张量状态，以此判断滑坡体粒子所处的临界状态，并选择对应的本构方程；

模拟模块，被配置为根据本构方程得到固液边界密度和压强的预测-校正循环结果，以及得到滑坡体粒子的密度变化率、应力变化率和动量变化率，并以此对滑坡体粒子的物理力学参数值进行更新，在设定的时间步长内，得到海底滑坡体的滑动与堆积过程的模拟结果。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。