一种考虑流体状态方程的土体CFD-DEM耦合数值方法

• 作者: 张望城 蒋明镜
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 学科: 工学
• 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
• 年，卷（期）: 2014,（5）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 793-801
• 页数: 9页
• 分类号: TU411
• 语种: 中文
• DOI: 10.11779/CJGE201405001

摘要

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。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	蒋明镜	同济大学土木学院地下建筑与工程系	135	1229	18.0	29.0