海冰的粘结离散元模拟与非局部破裂：应用于纳尔斯海峡
摘要：离散元法（DEM）能够提供详细的海冰动力学描述，明确地建模了冰块和冰中的不连续，这在当前模型中很难准确表示。然而，当前DEM实现中难以计算用于海冰中导致引导形成的冰块尺度应力。本文使用ParticLS软件库开发了一个DEM，将海冰建模为最初由粘合梁模型连接的一组离散刚体颗粒，该模型近似了位于颗粒质心之间的欧拉-伯努利梁的响应。冰裂缝和引导形成的决定基于每个颗粒周围的非局部Cauchy应力状态的值和Mohr-Coulomb断裂模型。因此，大冰块被建模为由许多粘合颗粒组成的连续对象，它们可以相互作用，变形和破裂。我们通过将MODIS卫星图像中的冰离散化为填充观测到的冰形状和范围的多边形冰块来生成颗粒配置。该模型在通过理想化渠道和通过纳雷斯海峡的冰流中进行测试。结果表明，粘合DEM模型能够定性捕获通过狭窄区域的动态海冰模式，如冰桥、拱动力特征和引导形成。此外，我们应用空间和时间缩放分析来说明该模型捕捉模拟冰变形中的异质性和间歇性的能力。
作者：Brendan West, Devin O'Connor, Matthew Parno, Max Krackow, Chris Polashenski
论文ID：2105.05143
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2022-07-13