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– 多 相 的 世 界 –
大坝溃坝属于非正常、难于预料的突然事件，坝体或挡水建筑物溃决后， 突然失去阻拦的水体以立波形式向前推进， 其运动速度和破坏力远比一般洪水为大，造成的灾害往往是毁灭性的。
大坝溃决可能是瞬间发生的，也可能是逐渐破坏的，取决于破坏原因和坝型。一般情况下，混凝土坝因浸顶或滑动而破坏是突然破坏，土石坝常常是逐渐破坏。
2006年5月全线建成的三峡大坝是目前世界上规模最大的混凝土重力坝
丹江口大坝右岸土石坝（土石坝历史悠久，在世界大坝工程建设中应用最为广泛、发展最快）
溃坝计算是定性并定量的计算当大坝发生溃决时，从溃口涌出的洪水对下游地区的影响程度和影响范围，并得到诸如流速、流量和洪峰到到达时间等相关信息，通过这些信息，合理确定堤坝或水库的相关设计标准，以及制定当溃坝发生时，下游受影响地区的各种应急方案。
对于突然破坏大坝，库水突然释放产生的洪水波以起始流速、流量传播，它的锋面为立波，溃坝洪水的计算不需要考虑溃口的发展过程。
对于逐渐破坏大坝，当溃决过程很长时，水流的前锋没有冲击波，而且水流是逐渐发展的。大坝溃决模拟氛围两步：第一步，分析大坝的实际溃口形成过程，第二步，演算溃口的泄洪过程线。
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案例简介
本案例基于Stansbyet al.(1998)试验研究的前后具有不同高程比的两块水体溃坝过程的结果，模拟了溃坝水流的传播过程，水流从预先规定的初始位置释放后，在重力作用下下落。
溃坝过程通过多相流分析软件TransAT进行模拟，采用界面跟踪模型模拟，模型设置如下图所示：
模型设置示意图
TransAT模拟溃坝水流过程
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计算域为矩形，尺寸为[-1.5m,1.5m] *[0,0.15]
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格分辨率为200*10个单元
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初始状态下，水被限制在流域内(水库)，深度0.1m，由左侧的墙(x =-1.5m)和右侧的大坝(x = 0m)分隔，该区域其余部分充满空气
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除应用对称条件的前边界和后边界外，所有边界都设置为墙
2TransAT模拟计算结果
以下为TransAT模拟溃坝水流过程计算结果，液面的演化过程直观地描述了溃坝水流的变化情况：
3计算结果对比
将TransAT模拟溃坝过程与Stansby et al.(1998)试验记录进行对比，如下图，其中蓝色代表某一时刻TransAT模拟结果，红色代表Stansby et al.(1998)试验记录数据，图（a）、（b）、（c）分别对不同时刻(t = 0.12s、t = 0.50s、t = 0.74s)水位剖面进行了对比。
不同时刻的水位剖面与实验的对比
由以上对比结果可知，TransAT模拟计算溃坝过程与Stansby et al.(1998)试验记录吻合度很高，表明多相流分析软件TransAT界面跟踪模型模拟溃坝水流变化过程可以得到合理的结果。
【参考文献】
Stansby, P. K., Chegini, A. & Barnes, T. C.D. 1998 The initial stages of dam-break flow. Journal of Fluid Mechanics 374, 407-424.
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