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管道穿越河流堤防的渗流稳定性分析 预览 被引量:1
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作者 杨杰 曹彭强 +2 位作者 宋新伟 涂有笑 陶月赞 《安徽建筑大学学报:自然科学版》 2018年第1期44-48,共5页
管道穿越会对河流堤防稳定性造成影响,需要进行危害预测与防控。应用VisualModflow软件构造管道穿越初期及穿越后较长时间情况下的数值模型,对管道穿越前后堤防的渗流稳定进行分析与计算;并求得各模型对应的最大水力坡度分别为0.162、0.... 管道穿越会对河流堤防稳定性造成影响,需要进行危害预测与防控。应用VisualModflow软件构造管道穿越初期及穿越后较长时间情况下的数值模型,对管道穿越前后堤防的渗流稳定进行分析与计算;并求得各模型对应的最大水力坡度分别为0.162、0.195与0.158,而允许水力坡度为0.402。研究结果表明:管道穿越初期会增加堤防的水力坡度,增大堤防发生渗透破坏的危险程度;穿越后较长时间的水力坡度会有回落,且管道穿越初期的模型结构更适合应用于工程实际。 展开更多
关键词 管道穿越 渗透系数 数值模型 水力坡度
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水锤泵内部流道优化及性能研究
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作者 李甲振 郭新蕾 +3 位作者 杨开林 郭永鑫 黄伟 曹庆皎 《水利学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期1098-1106,共9页
水锤泵是一种不用电和油的自动泵水机械,在缺电、无电的山区、农村具有广阔的应用前景。为解决传统设计过程中难以对流道进行评析、研发周期长以及产品性能低的难题,提出了水头损失系数、阀瓣升力系数、阀瓣受力偏心距和出口流速分布... 水锤泵是一种不用电和油的自动泵水机械,在缺电、无电的山区、农村具有广阔的应用前景。为解决传统设计过程中难以对流道进行评析、研发周期长以及产品性能低的难题,提出了水头损失系数、阀瓣升力系数、阀瓣受力偏心距和出口流速分布均匀度的水锤泵内部流道评价指标和相应的数学模型,建立了采用前扩式和后扩式流道的水锤泵数值模型,并进行了分析对比。前扩式和后扩式流道的水头损失系数分别为4.5l和3.72,泄水阀的升力系数分别为4.11和2.23,泄水阀受力来流方向的偏心距分别为0.21mm和2.02mm,泄水阀出口的流速分布均匀度分别为47.8%和69.2%。经对比,后扩式流道的水头损失系数和泄水阀升力系数小,受力偏心距大,出口流速分布均匀度高,是一种较为合理的布置形式。选择后扩式流道制造生产了新型水锤泵,在不同作用水头和扬程下进行多工况性能测试,建立了扬水量评估公式,给出了所需的来水量。 展开更多
关键词 水锤泵 流道 评价指标 数值模型 模型试验
矩形渠道薄壁侧堰水力特性试验及数值模拟 被引量:6
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作者 王莹莹 王文娥 +1 位作者 胡笑涛 王佳伟 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期70-78,共9页
薄壁堰是一种体型简单、经济实用、精度较高的量水设施,薄壁侧堰经常与小型渠道连接使用。目前对薄壁侧堰水力特性影响因素的研究还不深入,本文作者在矩形渠道薄壁侧堰试验研究的基础上,利用FLOW-3D软件对渠道侧堰进行了数值模拟计... 薄壁堰是一种体型简单、经济实用、精度较高的量水设施,薄壁侧堰经常与小型渠道连接使用。目前对薄壁侧堰水力特性影响因素的研究还不深入,本文作者在矩形渠道薄壁侧堰试验研究的基础上,利用FLOW-3D软件对渠道侧堰进行了数值模拟计算,获得了不同堰高、不同流量条件下矩形渠道侧堰上、下游水面线、水深及流速分布,通过对渠道水面线实测值和模拟值的对比分析发现模拟值与实测值吻合较好,并对模拟结果进行了分析;根据试验数据拟合了流量公式。结果表明:模拟值与实测值的相对误差〈10%,两者具有较好的一致性,说明数值模拟具有一定的可靠性,可以为量水设施的工程设计提供参考和依据;拟合出的流量公式,最大相对误差为5.91%,最小相对误差为1.07%,满足精度要求。 展开更多
关键词 矩形渠道 侧堰 水力特性 数值模拟
断层对压裂液运移影响的数值模拟研究 预览 被引量:3
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作者 魏亚强 董艳辉 李国敏 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期117-123,共7页
水力压裂必然会带来相关环境问题,压裂液对浅层含水层的影响不容忽视。为了查明压裂液潜在的向上运移通道及不同地质条件下压裂液的运移情况,对压裂液潜在的运移通道进行了分类,基于变密度数值模拟软件SEAWAT,考虑不同渗漏点与断层底部... 水力压裂必然会带来相关环境问题,压裂液对浅层含水层的影响不容忽视。为了查明压裂液潜在的向上运移通道及不同地质条件下压裂液的运移情况,对压裂液潜在的运移通道进行了分类,基于变密度数值模拟软件SEAWAT,考虑不同渗漏点与断层底部距离、不同断层倾角对压裂液运移的影响,设计了6种情景开展了数值模拟。结果表明:压裂液潜在向上运移通道主要有对流传输、裂隙传输以及井管泄露。密度差异产生的浮力是压裂液上升的主要动力。压裂液渗漏点距离断层底部越近,影响范围越大,监测点水位和浓度均最先降低。在存在微弱水力梯度条件下,断层倾角α为20°时,断层对局部水流水位及浓度影响较大;α为90°时,对压裂液运移产生影响较小;α为70°时,断层对压裂液运移影响最大,压裂液会扩散至较大范围。 展开更多
关键词 水力压裂 压裂液 运移通道 数值模拟 SEAWAT 断层
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考虑页岩储层微观渗流的压裂产能数值模拟 预览 被引量:12
5
作者 赵金洲 李志强 +1 位作者 胡永全 任岚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期53-58,共6页
考虑页岩微观渗流特征下的产能评价方法有利于提高压后动态分析的准确性和可靠性。压裂改造后页岩储层中,页岩气将在纳米孔隙中通过解吸附、扩散和滑脱流进入天然裂缝,再由天然裂缝流向人工裂缝,常规的产能评价数学模型已无法进行刻画... 考虑页岩微观渗流特征下的产能评价方法有利于提高压后动态分析的准确性和可靠性。压裂改造后页岩储层中,页岩气将在纳米孔隙中通过解吸附、扩散和滑脱流进入天然裂缝,再由天然裂缝流向人工裂缝,常规的产能评价数学模型已无法进行刻画和描述。为此,在考虑页岩气生产过程中基岩纳米孔隙中Knudsen扩散、滑脱流、吸附解吸微观流动特征,天然裂缝应力敏感以及人工裂缝非达西流效应基础上,基于双重介质模型,人工裂缝考虑为离散裂缝,建立了页岩储层基质—天然裂缝—人工裂缝的渗流数学模型,并给出了数值解法。模拟分析了页岩水平井压裂裂缝与储层参数对生产动态的影响。研究表明:吸附解吸效应、Knudsen扩散与滑脱流、天然裂缝渗透率、应力敏感系数、裂缝导流能力、裂缝半长与压裂段数对页岩气井生产具有重要影响。该研究为完善页岩气渗流理论,建立适合页岩气的动态评价模型,准确评价页岩气产能具有重要意义。 展开更多
关键词 页岩气 生产能力 水力压裂 微观渗流 扩散 吸附 解吸 双重介质 数学模型
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尾水采用室后交汇布置的水电站过渡过程研究 被引量:6
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作者 俞晓东 张健 陈胜 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期142-148,共7页
本文基于一维瞬变流理论和特征线法,推导了室后交汇形式的尾水调压室过渡过程数学模型,并结合该类水电站的实际水道布置及机械特性,建立引水发电系统过渡过程计算模型,模拟了电站今后运行中可能出现的过渡过程工况;研究了该类型调压室... 本文基于一维瞬变流理论和特征线法,推导了室后交汇形式的尾水调压室过渡过程数学模型,并结合该类水电站的实际水道布置及机械特性,建立引水发电系统过渡过程计算模型,模拟了电站今后运行中可能出现的过渡过程工况;研究了该类型调压室阻抗孔口面积对电站过渡过程的影响。结论表明:稳定工况下,该类调压室各孔口存在较大进出流量,阻抗孔口面积越大,进出流量越大,但对调压室水位及机组水头影响不大;非恒定流工况下,单个阻抗孔口的面积不同时,对水锤压力的反射效果不同,当阻抗孔口面积总和一定时,调压室的涌浪过程相同。相关结论可为类似工程的设计及运行提供参考。 展开更多
关键词 水电站 过渡过程 尾水调压室 数学模型
岩体水力劈裂数值模拟研究进展 预览 被引量:2
7
作者 张新海 胡云进 《人民黄河》 北大核心 2013年第2期134-137,共4页
水力劈裂是岩体渗流-应力耦合研究的重要方面,涉及水电工程建设、石油开采、矿井突水防治、核废料地下处置、地下污染物运移、地应力测量等众多领域。介绍了水力劈裂模拟的PKN模型和KGD模型。模拟岩体水力劈裂的数值方法可分为连续变... 水力劈裂是岩体渗流-应力耦合研究的重要方面,涉及水电工程建设、石油开采、矿井突水防治、核废料地下处置、地下污染物运移、地应力测量等众多领域。介绍了水力劈裂模拟的PKN模型和KGD模型。模拟岩体水力劈裂的数值方法可分为连续变形数值方法和非连续变形数值方法,对连续变形数值方法的有限单元法、边界元法,以及非连续变形数值方法的流形元法、无单元法进行了分析。提出应进一步加强对岩体水力劈裂数值模拟在非线性、数值方法耦合、参数化等方面的研究。 展开更多
关键词 水力劈裂 数值模拟 数值模型 岩体
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用HYDRUS-2D和RETC数值模型反推土壤水力参数的特点分析 预览 被引量:9
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作者 张吉孝 张新民 +2 位作者 刘久如 金建新 王文娟 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期161-166,共6页
以甘肃省石羊河流域下游民勤沙漠绿洲区砂质壤土和粘土为试验材料,借助HYDRUS-2D和RETC数值模型对Van Genuchten模型中α、n2个参数进行反推土壤水力参数.利用沟灌土壤水分二维入渗试验实测资料评价各个模型的准确性;计算沟灌入渗特征... 以甘肃省石羊河流域下游民勤沙漠绿洲区砂质壤土和粘土为试验材料,借助HYDRUS-2D和RETC数值模型对Van Genuchten模型中α、n2个参数进行反推土壤水力参数.利用沟灌土壤水分二维入渗试验实测资料评价各个模型的准确性;计算沟灌入渗特征量:累计入渗量、湿润锋位置、土壤剖面含水量分布相关系数R2和均方根误差RMSE.结果表明:HYDRUS-2D反推参数模型与RETC土壤水分运动参数模型软件求得的参数模拟结果基本满足试验精度要求,但两者相比,前者更符合沟灌二维入渗实际过程,获得的结果更加准确可靠.研究结果为土壤水分运移模型的预测分析奠定了基础. 展开更多
关键词 土壤水力参数 数值模型 反推参数 沟灌
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基于Ross模型的降雨灌溉入渗补给地下水规律分析 预览 被引量:5
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作者 宋博 査元源 杨金忠 《中国农村水利水电》 北大核心 2012年第9期55-59,62共6页
采用基于Ross方法的数值模型,模拟了华北平原中部典型区降雨灌溉对地下水入渗补给。分别计算了整个土层、根区土层、根区以下土层土壤在强、弱渗透性情况下的入渗通量与地下水潜在补给量,分析了土壤渗透性和地下水埋深对地下水潜在补... 采用基于Ross方法的数值模型,模拟了华北平原中部典型区降雨灌溉对地下水入渗补给。分别计算了整个土层、根区土层、根区以下土层土壤在强、弱渗透性情况下的入渗通量与地下水潜在补给量,分析了土壤渗透性和地下水埋深对地下水潜在补给的影响。结果显示,大埋深条件下(地下水埋深为30m),在地表以下10m处水分通量过程基本不受上边界年内变化影响;在地表2m以下,年累积通量基本不变,可以将地表以下2m作为潜在补给量的计算深度。根区土层渗透性变化对水分通量与补给量有较大影响,根区以下土层影响较小。渗透性对入渗补给量的影响主要通过根区水量均衡和表层土壤性质控制。地下水埋深大于5m后,埋深的增加对潜在补给没有影响。Ross模型能很好地处理产生干湿交替含水量变化的大气边界,建议采用Ross模型代替传统迭代模型计算降雨灌溉条件下的地下水补给。 展开更多
关键词 地下水补给 饱和导水率 地下水埋深 Ross方法 数值模拟
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典型非稳态水跃现象的数值研究 预览
10
作者 徐金龙 李秀慧 《黑龙江水利科技》 2011年第3期 5-7,共3页
采用VOF模型跟踪自由表面的变化,数值模拟了典型水跃湍流由静止到最终稳定的全过程。本文给出了水跃现象在不同时刻自由表面的变化情况,主要对水跃过程中自由表面的形状、内部流场结构、速度矢量场及压力场分布进行了分析。结果表明,VO... 采用VOF模型跟踪自由表面的变化,数值模拟了典型水跃湍流由静止到最终稳定的全过程。本文给出了水跃现象在不同时刻自由表面的变化情况,主要对水跃过程中自由表面的形状、内部流场结构、速度矢量场及压力场分布进行了分析。结果表明,VOF模型能够有效地描述水跃这类复杂自由表面流道的湍流特性,具有可行性与实用性。 展开更多
关键词 水跃 自由表面流动 非定常 物理及数学模型 数值模拟
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分期导流过水围堰水力计算模型研究及应用 预览 被引量:7
11
作者 彭杨 陈伟锋 纪昌明 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2007年第3期 75-78,共4页
根据水力学基本原理,建立了分期导流过水围堰水力计算模型,联合求解过水围堰和束窄河床的过流能力及相应的沿程水位、流速和上下游水位落差等水力要素。采用2005年向家坝坝区河段的实测资料对该模型进行了验证,计算结果与实测资料符... 根据水力学基本原理,建立了分期导流过水围堰水力计算模型,联合求解过水围堰和束窄河床的过流能力及相应的沿程水位、流速和上下游水位落差等水力要素。采用2005年向家坝坝区河段的实测资料对该模型进行了验证,计算结果与实测资料符合良好,可用于工程实际导流决策中。 展开更多
关键词 分期导流 过水围堰 束窄河床 水力计算模型 模型验证
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水工钢筋混凝土数值模型与应用综述 预览
12
作者 强晟 张扬 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期 77-80,共4页
描述分析了现有的钢筋混凝土数值计算模型,以及各类模型在几种常见商业软件中的应用现状.提出了钢筋混凝土数值模型在实际应用中存在的一些问题.
关键词 水工结构 钢筋混凝土 数值模型 商业软件 综述
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岩体结构面切向循环加载本构关系研究 预览 被引量:23
13
作者 尹显俊 王光纶 张楚汉 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期 97-103,57,共8页
回顾岩体结构面切向循环加载的力学试验和数值模型,并建立新的本构模型.在粘接状态下,结构面切向本构关系表示为由双曲线和直线段组成的滞回曲线.在接触状态由粘接变为滑移的过程中,峰值摩擦角以双曲线函数逐渐降低至残余摩擦角,体现出... 回顾岩体结构面切向循环加载的力学试验和数值模型,并建立新的本构模型.在粘接状态下,结构面切向本构关系表示为由双曲线和直线段组成的滞回曲线.在接触状态由粘接变为滑移的过程中,峰值摩擦角以双曲线函数逐渐降低至残余摩擦角,体现出峰值剪切特性.考虑结构面切向与法向耦合的剪胀关系,建立相应的接触刚度矩阵,并引入初始剪胀角和残余剪胀角来建立分段抛物线形式的剪胀曲线.循环加载导致的磨损对结构面的摩擦和剪胀特性均产生影响,通过以切向塑性功指数函数表示摩擦角和剪胀角的磨损过程.模型在物理意义上反映了切向循环加载的特性,计算结果能较好地拟合试验曲线. 展开更多
关键词 水工结构 本构关系 数值模型 切向循环加载 岩体结构面
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铁道车辆液压减振器的工作原理和数值模型 预览 被引量:12
14
作者 Richard van Kasteel 钱立新 +1 位作者 王成国 叶国弘 《铁道学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期 28-34,共7页
基于液压减振器的工作原理、内部结构和阀元件的性能,建立了一个新的液压减振器数值模型.该数值模型不仅将阻尼力作为减振器活塞杆的速度与位移的函数,同时还含有用于描述内部结构的基本参量,可以清楚地描述液压减振器的阻尼机制.应用... 基于液压减振器的工作原理、内部结构和阀元件的性能,建立了一个新的液压减振器数值模型.该数值模型不仅将阻尼力作为减振器活塞杆的速度与位移的函数,同时还含有用于描述内部结构的基本参量,可以清楚地描述液压减振器的阻尼机制.应用该模型可进行液压减振器的动态性能分析、结构设计、元件选用等.模型计算结果与实验数据有较好的符合性.该数值模型易于实现计算机数值仿真,可以应用于车辆系统动力学性能的研究和减振器的结构参数、动态性能对车辆舒适性和稳定性影响的深入分析. 展开更多
关键词 液压减振器 数值模型 工作原理 铁道车辆 计算机数值仿真 动态性能分析 内部结构 动力学性能 稳定性影响 阻尼机制 结构设计 元件选用 实验数据 计算结果 结构参数 车辆系统 活塞杆 阻尼力 符合性 舒适性 应用
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水工复合模型的接口技术 预览 被引量:1
15
作者 苏杭丽 张东生 +1 位作者 徐金环 蔡辉 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2002年第4期 89-92,共4页
复合模型实现的关键在于把物理模型和数学模型两种不同的模拟方法实时连接起来.本文对连接过程中变量的选择、数模部分与接口的匹配、物模部分与接口的匹配以及接口实时性实现的几个问题进行了分析,讨论了复合模型的实时耦合.
关键词 水工复合模型 接口技术 流体数学模型 数模格式
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Waret hammer in coarse—grained solid—liquid flows in hydraulic hoisting for ocean mining 预览
16
作者 韩文亮 刘少军 《中国有色金属学会会刊:英文版》 CSCD 2002年第3期 508-513,共6页
The particles of polymetallic nodules in hydraulic hoisting flows that are used for mining in deep sea are rather coarse,therefore their flow velocity is smaller than that of the surrounding water.The characteristics ... The particles of polymetallic nodules in hydraulic hoisting flows that are used for mining in deep sea are rather coarse,therefore their flow velocity is smaller than that of the surrounding water.The characteristics of solid-liquid flows such as their density,concentration,elastic modulus and resistance were discussed.The wave propagation speed and the continuity and momentum equations of water hammer in coarse-grained solid-liquid flows were theoretically derived,and a water hammer model for such flows was developed. 展开更多
关键词 水锺 固液两相流 海上采矿 水力提升
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守恒性平面二维水流数学模型的研究 预览 被引量:22
17
作者 余明辉 袁雄燕 +2 位作者 刘合翔 刘俊涛 余飞 《武汉大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期 1-4,共4页
基于平面二维非恒定水流方程,结合实际应用需要,建立了一种守恒性较好的平面二维水流数学模型,并在概化河道和某一天然河道上对所建立的模型进行了验证,对验证结果和模型的性能作出了分析和评价,证明所建立的模型能处理复杂的边界条件,... 基于平面二维非恒定水流方程,结合实际应用需要,建立了一种守恒性较好的平面二维水流数学模型,并在概化河道和某一天然河道上对所建立的模型进行了验证,对验证结果和模型的性能作出了分析和评价,证明所建立的模型能处理复杂的边界条件,并能保证水量和动量守恒,具有良好的实用和推广价值. 展开更多
关键词 复杂边界 水量守恒 动量守恒 水流数学模型
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混砂液在裂缝中的运移分布 预览 被引量:8
18
作者 赵金洲 任书泉 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第4期 32-37,共6页
本文应用流体力学、渗流力学、输砂力学和流体热力学等理论,通过分析混砂液在裂缝中的流动运移规律,建立了预测水力压裂造缝大小的数值模型及方法和液体渗滤模型,建立了一套压裂裂缝中的速度场、压力场和温度场(包括井筒温度场)以及混... 本文应用流体力学、渗流力学、输砂力学和流体热力学等理论,通过分析混砂液在裂缝中的流动运移规律,建立了预测水力压裂造缝大小的数值模型及方法和液体渗滤模型,建立了一套压裂裂缝中的速度场、压力场和温度场(包括井筒温度场)以及混砂液在裂缝中运移分布的数值计算模型和方法,并通过实例计算验证其实用性。 展开更多
关键词 混砂液 水力压裂 裂缝 运移
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复杂地基对坞式船闸结构的影响研究 被引量:1
19
作者 扈世龙 刘晓平 +3 位作者 曹周红 罗鹏飞 周小玲 张宇 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期124-130,共7页
为了解地基对坞式船闸结构的影响,依据某复杂地基坞式闸室结构,结合非线性有限元仿真分析方法,对比分析了原型复杂地基模型、均质地基模型和简化地基模型对闸室结构变形和内力分布的影响。分析表明,不同地基模型中地基与结构共同沉降变... 为了解地基对坞式船闸结构的影响,依据某复杂地基坞式闸室结构,结合非线性有限元仿真分析方法,对比分析了原型复杂地基模型、均质地基模型和简化地基模型对闸室结构变形和内力分布的影响。分析表明,不同地基模型中地基与结构共同沉降变形方式的差别,影响了结构的变形及内力分布。复杂地基与均质地基模型两者的计算结果差别较大,说明地基因素是影响坞式结构变形和内力分布的重要原因。而简化地基与复杂地基模型两者的计算结果比较接近,说明对复杂地基模型如果处理得当,则结构数值计算工作既能反映地基对结构的影响,又能简化计算分析过程,取得事半功倍的效果。 展开更多
关键词 水工结构 计算模型 非线性有限元 复杂地基 坞式结构
考虑流固耦合效应的饱和砂土渗透破坏数值模拟 预览 被引量:4
20
作者 刘先珊 刘洋 《兰州大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期633-638,643共7页
综合考虑水压力梯度力和拖曳力产生的流固耦合效应,建立3维颗粒流(PFC3D)数值模型,从细观角度分析砂土颗粒运动及水压力分布,与理论结果比较以验证数值模型的可行性,并建立实际的饱和砂土渗流模型,模拟超过临界水力梯度后的砂土... 综合考虑水压力梯度力和拖曳力产生的流固耦合效应,建立3维颗粒流(PFC3D)数值模型,从细观角度分析砂土颗粒运动及水压力分布,与理论结果比较以验证数值模型的可行性,并建立实际的饱和砂土渗流模型,模拟超过临界水力梯度后的砂土颗粒运动及赋存状态.结果表明:水流速和颗粒级配对介质颗粒运动的影响较大,颗粒刚度比和摩擦系数的影响相对较小,但较软的颗粒能提高计算效率.该模型可从宏细观角度更准确地反映饱和砂土介质的渗透破坏机理,对实际工程的渗透破坏具有指导作用. 展开更多
关键词 临界水力梯度 饱和砂土 渗透破坏 3维颗粒流数值模型 流固耦合
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