渗流的PFC_CFD耦合细观数值模拟_刘洋

本资料包含pdf文件1个，下载需要5积分

渗流的PFCCFD耦合细观数值模拟刘洋饱和多孔介质是由固相颗粒集合体以及充填其中
的流体组成的混合物， 基于颗粒之间以及颗粒与流体
之间的相互作用， 饱和多孔介质呈现出高度复杂的非
线性力学特性。传统多孔介质的连续耦合模型通常是
基于唯象的描述( 如混合物理论或 Biot 理论)
[ 1]
或微观
力学运动方程的均-化来建立的。
用于模拟多孔介质的连续模型都是基于固液两相
的唯象描述， 在场方程和本构关系中有很多假设， 如初
始局部孔隙率通常认为与总体平均孔隙率相等， 并假
定其不随时间和空间变化。此外， 各相之间的动量交
换遵循 Darcy 定律， 而渗透系数却是独立应变的。实
际上， Darcy 定律是低阶的Navier -Stokes 方程， 仅当孔隙
流是薄层流、 惯性力可以忽略的情况下才有效
[ 2]
。在
较大的水力梯度下产生非薄层流， 导致大的孔隙流体
速率。随着砂土骨架大的体积变形产生的孔隙率变化
也可能导致偏离 Darcy 定律。为了得到对饱和砂土液
化现象比较真实的模拟结果， Manzari 和 Arulananadan
建议使用渗透函数， 即土的渗透性随时间