ИСТИНА

Для оценки рисков, связанных с формированием лавовых потоков во время вулканических извержений, необходимо создание моделей, позволяющих прогнозировать пути распространения лавы. Известно, что существенное влияние на параметры потока оказывает наличие затвердевшей корки, которая образуется за счет остывания поверхности лавы в результате теплообмена с атмосферой. Применение сеточных методов приводит к серьёзным трудностям в связи с необходимостью постановки граничных условий на заранее неизвестной поверхности потока. В последние годы активно развиваются бессеточные методы, которые позволяют эффективно решить проблемы традиционных подходов. Одним из наиболее популярных и хорошо изученных бессеточных методов является метод гидродинамики сглаженных частиц (smoothed particle hydrodynamics, SPH), разработанный в конце 70-х годов для моделирования задач астрофизики. В дальнейшем метод был усовершенствован и модифицирован для численного решения широкого класса задач механики сплошных сред. Целью настоящего исследования является проверка возможностей SPH в применении к задаче моделирования лавовых потоков с учетом наличия твердой корки. Для этого была разработана программа, реализующая метод SPH, и проведены расчёты ряда течений с характерными для лавовых потоков пара-метрами среды. Продемонстрировано хорошее совпадение результатов расчетов с существующими точными решениями, а также способность метода воспроизводить наблюдаемые на реальных лавовых потоках эффекты, например, разрыв корки при внедрении маловязкой лавы в область, заполненную лавой высокой вязкости.