Трёхмерное численное моделирование волны прорыва плотины: на примере Сардобинского водохранилища

Боковая панель статьи

PDF (English)
Опубликован: Mar 16, 2026
DOI: https://doi.org/10.62132/ijdt.v9i1.331
Ключевые слова:
прорыв плотины, гидродинамическое моделирование, уравнения Рейнольдса, метод объёма жидкости, моделирование наводнений, численный анализ, гидравлика прорыва

Основное содержимое статьи

М.О. Шамиев
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ (Московский инженерно-физический институт)
А.Г. Трофимов
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ (Московский инженерно-физический институт)

Аннотация

В данной работе исследуются гидродинамические характеристики потоков при прорыве плотины с использованием трёхмерной численной модели, основанной на уравнениях Рейнольдса и методе объёма жидкости. Результаты моделирования охватывают полное развитие прорыва плотины – от начального этапа разрушения до стадии стабилизации потока. Основные результаты включают идентификацию трёх различных фаз течения, прогнозирование максимальных скоростей до 27,84 м/с и анализ динамики выравнивания уровня воды в водохранилище длиной 3,5 км при начальной глубине воды 17,5 м. Модель демонстрирует хорошую численную устойчивость с приемлемым сохранением массы, что даёт ценную информацию для оценки безопасности плотин и планирования действий в чрезвычайных ситуациях.

Информация о статье

Как цитировать
Шамиев, М., & Трофимов, А. (2026). Трёхмерное численное моделирование волны прорыва плотины: на примере Сардобинского водохранилища. Международный Журнал Теоретических и Прикладных Вопросов Цифровых Технологий, 9(1), 109–116. https://doi.org/10.62132/ijdt.v9i1.331
Выпуск
Том 9 № 1 (2026): Международный журнал теоретических и прикладных вопросов цифровых технологий
Раздел
Articles
Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Библиографические ссылки

Chanson, H., 2004. The Hydraulics of Open Channel Flow: An Introduction. Elsevier, Oxford.

Saint-Venant, A.J.C., 1871. Théorie du mouvement non permanent des eaux, avec application aux crues des rivières et à l’introduction des marées dans leurs lits. Comptes Rendus de l’Académie des Sciences, 73, pp. 147–154.

Dressler, R.F., 1952. Mathematical solution of the dam-break problem. Transactions of the American Society of Civil Engineers, 117, pp. 1311–1345.

Biscarini, C., Balsamo, F., & Casagli, N., 2010. Three-dimensional CFD simulations of dam-break flows: Application to near-field flow structures. Journal of Hydraulic Research, 48(4), pp. 432–442.

Zhao, L., Xia, J., & Wang, X., 2014. 3D numerical simulation of dam-break flows using RANS–VOF approach. Water Science and Engineering, 7(2), pp. 132–142.

Xia, J., He, Y., & Wang, Q., 2018. High-resolution simulation of air–water interactions during dam-break events. Environmental Fluid Mechanics, 18(5), pp. 1017–1037.

Li, P., Zhang, Y., & Xu, H., 2023. Influence of turbulence closures on 3D VOF dam-break simulations. Computers & Fluids, 252, 105546.

Lobovský, L., Hromada, M., & Štefan, M., 2013. Experimental benchmark for dam-break flow validation. Journal of Hydraulic Engineering, 139(7), pp. 741–750.

Aureli, F., Napolitano, F., & La Barbera, P., 2008. Depth-averaged 2D modeling of dam-break flows. Hydrological Processes, 22(6), pp. 899–912.

Schweiger, H., Chen, X., & Liu, D., 2023. Comparison of 2D and 3D dam-break modeling: Teton Dam case study. Natural Hazards, 115, pp. 2025–2043.

He, Q., Wang, S., & Li, R., 2022. Coupled morphodynamic modeling of dam-break flows with sedi-ment transport. Advances in Water Resources, 166, 104210.

Wu, W., Hsu, C., & Chang, F., 1999. Depth-averaged modeling of flood-wave propagation. Journal of Hydrology, 224(1–2), pp. 47–65.

Aureli, F., Zanobetti, A., & Napolitano, F., 2023. Experimental validation of numerical dam-break simulations. Water, 15(2), 289.

Ritter, A., 1892. Die Fortpflanzung der Wasserwellen. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure, 36, pp. 947–954.

Chanson, H., 1999. The hydraulics of dam-break flows over mobile beds. Canadian Journal of Civil Engineering, 26(4), pp. 632–644.

Biscarini, C., Casagli, N., & Balsamo, F., 2012. Three-dimensional CFD for dam-break flow validation. Journal of Hydraulic Research, 50(5), pp. 541–552.

Dressler, R.F., 1954. The dam-break wave problem revisited. Journal of Hydraulic Division, 80(3), pp. 1–21.

Mohammad Zarein, M. & Naderkhanloo, V., 2014. MIKE 3 FM numerical simulation of dam-break flows. International Journal of Hydrology, 8(3), pp. 112–125.

Ritter, A., 1894. Further studies on dam-break waves. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure, 38, pp. 1121–1133.

Li, P., Zhang, Y., & Xu, H., 2023. Influence of turbulence closures on 3D VOF dam-break simulations. Computers & Fluids, 252, 105546.

He, Q., Wang, S., & Li, R., 2022. Coupled morphodynamic modeling of dam-break flows with sediment transport. Advances in Water Resources, 166, 104210.