基于流体动力学-离散单元耦合算法的海底滑坡动力学分析

论文摘要

采用计算流体动力学(CFD)和离散单元法(DEM)建立描述水与颗粒相互作用的耦合算法,用以分析海底滑坡的动力学特性。通过颗粒堆积体坍塌试验验证了模型的有效性。模拟分析了不同初始高宽比的水下坍塌过程,并与空气中的坍塌过程进行详细对比。研究表明:该耦合算法可以较好地描述海底边坡的失稳、流动、堆积过程;水下滑坡体与水体会发生复杂的相互作用,在颗粒由垂直下落转为水平流出时,会在水中形成涡旋;在高宽比较大的情形下,水中涡旋会明显改变颗粒最终堆积的表面形态;水中滑坡的移动距离较小、堆积厚度较大、表面松散介质易受水流影响。

论文目录

• 1 引言
• 2 模型理论
•   2.1 CFD控制方程
•   2.2 DEM控制方程
•   2.3 颗粒-流体相互作用
•   2.4 CFD-DEM耦合算法
• 3 模型验证
•   3.1 颗粒堆积体坍塌问题
•   3.2 模型参数及验证
• 4 结果分析及讨论
•   4.1 小高宽比坍塌的动态过程
•   4.2 大高宽比坍塌的动态过程
•   4.3 水对堆积形态的影响
• 5 结论与展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 景路,郭颂怡,赵涛

关键词: 计算流体动力学,离散单元法,耦合,海底滑坡

来源: 岩土力学 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 海洋学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 香港大学土木工程系,四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点试验室

基金: 大学教育资助委员会(香港)优配研究金(No.17203614),水力学与山区河流开发保护国家重点实验室(四川大学)开放基金(No.SKHL1610),国家自然科学基金(No.41602289)~~

分类号: P642.22;P736

DOI: 10.16285/j.rsm.2017.1268

页码: 388-394

总页数: 7

文件大小: 2957K

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