水砂混相流运动的CIP-DEM耦合数值模型

发布时间：2017-11-13 11:15

  本文关键词：水砂混相流运动的CIP-DEM耦合数值模型

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【摘要】：为建立精确模拟水砂混合流(如:挟砂溃坝溢流)问题的数值计算方法,提出了模拟固液混相流运动的垂向二维CIPDEM法耦合数值计算模型。模型采用CIP(constrained interpolation profile scheme)法求解描述水体运动的Navier-Stokes流体运动方程,采用DEM(discrete element method)法求解描述泥沙粒子团运动的牛顿力学方程;并通过水砂间的相互作用关系将水-砂运动进行耦合。通过分别对溃坝溢流和砂体下落的单相体运动进行数值模拟并与前人的实验结果进行对比,验证了CIP法流体计算模型和DEM法砂体计算模型妥当。在此基础上,采用所建立的CIP-DEM水砂耦合数值计算模型对干床面上的挟砂溃坝溢流问题进行了数值模拟,计算得出的挟砂溃坝溢流中的水、砂运动形态和运动过程与Zhang(2009)等的实验结果吻合良好,表明提出的CIP-DEM耦合模型在对具有大自由表面变形的水砂运动问题的模拟中具有较好的适用性。
【作者单位】： 河海大学港口海岸与近海工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51479056) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(2013B31514)资助
【分类号】：TV652.1;TV149
【正文快照】： 中央高校基本科研业务费专项资金资助(2013B31514)资助水砂混相流现象广泛存在于海岸及河川等实际工程问题中。譬如,港池开挖中采用底开拖船将疏浚土砂向开敞海域投放中的土砂下落,海岸防波堤和人工岛建设中土石块的水中投放,河道堆石堰在洪水作用下的崩塌流动,以及水闸开启时

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本文编号：1180428