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一种考虑流体状态方程的土体CFD-DEM耦合数值方法 被引量：35
1
作者 蒋明镜 张望城 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期793-801,共9页
在离散元(DEM)商业软件PFC2D的基础上,通过将描述流体体变–压力非线性关系的Tait状态方程(EOS)引入计算流体动力学(CFD),建立模拟弱可压缩流体的CFD-DEM耦合计算模块。首先,推导CFD-DEM的控制方程:包括流体–颗粒相互作用力方程、流体... 在离散元(DEM)商业软件PFC2D的基础上,通过将描述流体体变–压力非线性关系的Tait状态方程(EOS)引入计算流体动力学(CFD),建立模拟弱可压缩流体的CFD-DEM耦合计算模块。首先,推导CFD-DEM的控制方程:包括流体–颗粒相互作用力方程、流体运动方程、Tait状态方程和颗粒运动方程。接着,通过PFC2D自定义FISH语言和C++语言将离散化的CFD-DEM控制方程嵌入商业软件PFC2D中。最后,通过单颗粒水下自由沉降运动和一维单面排水固结试验的模拟验证该耦合模块的可行性。模拟结果表明单颗粒自由沉降速度和Stokes理论解接近,一维单面排水固结试验中孔压消散和固结度随着无因次时间因数Tv的变化均与太沙基固结理论符合较好。从而使得用离散元法全耦合分析土体不排水条件下的力学特性成为可能。 展开更多
关键词 cfd-dem数值方法 Tait状态方程 颗粒自由沉降 一维单面排水固结
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微生物处理砂土不排水循环三轴剪切CFD-DEM模拟 被引量：7
2
作者 蒋明镜 孙若晗 +2 位作者 李涛 杨涛 谭亚飞鸥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期20-28,共9页
微生物诱导碳酸钙沉积是一种新型的地基处理技术,处理后的土体可以看成一种结构性土。首先,在已有三维含颗粒抗转动和抗扭转模型及三维胶结破坏准则的基础上,通过考虑颗粒碰撞接触过程中颗粒本身的塑性变形及率相关性的接触黏滞阻尼,建... 微生物诱导碳酸钙沉积是一种新型的地基处理技术,处理后的土体可以看成一种结构性土。首先,在已有三维含颗粒抗转动和抗扭转模型及三维胶结破坏准则的基础上,通过考虑颗粒碰撞接触过程中颗粒本身的塑性变形及率相关性的接触黏滞阻尼,建立考虑循环荷载作用下的三维胶结模型;然后,参考已有研究,建立了反硝化反应在加固砂土中的时效性关系。并引入CFD-DEM耦合程序,用以模拟分析不同胶结含量以及不同气泡含量下,微生物处理砂土在固结不排水循环剪切试验中的力学特性;最后,从宏微观角度分析生物胶结与生物气泡对砂土抗液化性能的影响及其作用机理。研究表明,胶结和气泡共同存在对抗液化能力的提升并没有起到"1+1=2"的效果;胶结的存在提高了非饱和砂土的抗液化能力,明显抑制孔压比和轴向应变的发展,力学配位数得到了提升;而气泡的存在却降低了胶结砂土的抗液化能力,使得胶结砂土达到初始液化的振次减少,轴向应变向受拉方向大幅增长,力学配位数下降明显。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积 cfd-dem耦合 不排水循环三轴剪切 地基液化 离散单元法
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不同粒径组合块石群水下漂移数值模拟 被引量：1
3
作者 李小超 张盖 +3 位作者 李卫国 张伟 李明益 常留红 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期394-402,共9页
抛石漂移是河道治理、护岸、潜丁坝、桥墩防冲等实际工程中经常遇到的问题.针对抛石颗粒在水中的漂移,采用计算流体力学(CFD)与离散元方法(DEM)耦合的方法,建立了颗粒流数值模型,并采用物理模型试验结果对数值模型的正确性进行验证.为... 抛石漂移是河道治理、护岸、潜丁坝、桥墩防冲等实际工程中经常遇到的问题.针对抛石颗粒在水中的漂移,采用计算流体力学(CFD)与离散元方法(DEM)耦合的方法,建立了颗粒流数值模型,并采用物理模型试验结果对数值模型的正确性进行验证.为研究级配对块石群水下漂移的影响,对不同粒径组合的块石群抛石漂移进行计算,对块石群在底床上的落点分布形态和扩散范围、漂距、分布面积等进行分析.计算结果表明,同一规格的块石群,其级配组成的均匀性和连续性越好,平均漂距和分布面积越大. 展开更多
关键词 cfd-dem耦合方法 流体-颗粒相互作用 抛石 漂移 扩散
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