泥石流是一类典型的非恒定水沙流动，涉及极其复杂的水沙相互作用，并可能与底部边界发生质量、动量和能量交换。然而，迄今对泥石流形成、演化和消退的物理机制的理解远没有完善，还缺少普遍适用的数学模拟理论以预报泥石流致灾过程。本项目将泥石流中水与细颗粒混合物视作粘性流体、将粗颗粒作为固相连续介质，充分考虑泥石流与可冲积底部边界之间的交换，从湍流运动模式理论和质量、动量、能量守恒律出发建立泥石流两相耦合动力学数学模拟理论；揭示泥石流形成、演化与消退过程中能量传递的行为、规律与物理机制，特别是粗颗粒脉动动能、平均运动动能及其与流体相湍流能量产生与耗散之间的关系，进而建立泥石流自增强机制发生的临界条件。该项研究将发展泥石流运动的基础理论，增进对泥石流物理机制的理解，并为泥石流灾害的防御提供新的数值模拟技术。
