本文關(guān)鍵詞： CFD-DEM數(shù)值方法 Tait狀態(tài)方程 顆粒自由沉降 一維單面排水固結(jié)　出處：《巖土工程學(xué)報》2014年05期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：在離散元(DEM)商業(yè)軟件PFC2D的基礎(chǔ)上,通過將描述流體體變 壓力非線性關(guān)系的Tait狀態(tài)方程(EOS)引入計算流體動力學(xué)(CFD),建立模擬弱可壓縮流體的CFD-DEM耦合計算模塊。首先,推導(dǎo)CFD-DEM的控制方程:包括流體 顆粒相互作用力方程、流體運(yùn)動方程、Tait狀態(tài)方程和顆粒運(yùn)動方程。接著,通過PFC2D自定義FISH語言和C++語言將離散化的CFD-DEM控制方程嵌入商業(yè)軟件PFC2D中。最后,通過單顆粒水下自由沉降運(yùn)動和一維單面排水固結(jié)試驗(yàn)的模擬驗(yàn)證該耦合模塊的可行性。模擬結(jié)果表明單顆粒自由沉降速度和Stokes理論解接近,一維單面排水固結(jié)試驗(yàn)中孔壓消散和固結(jié)度隨著無因次時間因數(shù)Tv的變化均與太沙基固結(jié)理論符合較好。從而使得用離散元法全耦合分析土體不排水條件下的力學(xué)特性成為可能。
[Abstract]:On the basis of the commercial software PFC2D, the Tait equation of state (EOS), which describes the nonlinear relationship between variable pressure and pressure of fluid bodies, is introduced into the computational fluid dynamics (CFD). The CFD-DEM coupling calculation module is established to simulate the weak compressible fluid. Firstly, the governing equations of CFD-DEM are derived, including the fluid particle interaction force equation and the fluid motion equation. Tait equation of state and equation of motion of particles. Through the PFC2D custom FISH language and C language, the discrete CFD-DEM control equation is embedded in the commercial software PFC2D. Finally. The feasibility of the coupling module is verified by the simulation of single particle free settlement under water and one-dimensional single-side drainage consolidation test. The simulation results show that the free settlement velocity of single particle is close to that of Stokes theory. The variation of pore pressure dissipation and consolidation degree along with dimensionless time factor T _ v in one-dimensional single-side drainage consolidation test is in good agreement with Terzaghi consolidation theory, so that the discrete element method is used to analyze the soil mass under undrained conditions. Mechanical properties are possible.
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)土木學(xué)院地下建筑與工程系;巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(同濟(jì)大學(xué));西澳大利亞大學(xué)海洋基礎(chǔ)系統(tǒng)中心;
【基金】：國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目(51025932) 教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(20100072110048)
【分類號】：TU43
【正文快照】： 0引言一般而言,自然界的土是一個多相物質(zhì)。例如,飽和土是液體、固體兩相的;非飽和土是液體、氣體和固體三相的。只有在極少數(shù)情況下可將土體視為單相的,如干砂。液體、氣體屬于流體范疇,而巖土工程問題中的土顆粒大多數(shù)情況下運(yùn)動速度較小因而屬于固體范疇。因此,在巖土工程

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1463028