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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 203 毫秒
1.
岩溶隧道开挖过程中突水发生机制复杂,本文以Darcy定律、Brinkman方程及Navier-Stokes(N-S)等渗流方程为基础,应用多场耦合数值分析工具,在计算模型中耦合Darcy流、Brinkman和N-S等不同的渗流控制方程,将深部含水层、隧道开挖破碎带和隧道临空面整个突水水流路径相连接,实现突水流动的全过程模拟。明月山隧道突水算例表明,在开挖扰动作用下,地下水沿节理裂隙流动导致隧道突水;单一裂隙水流速和水压较大,而多管道溶隙具有分流分压作用;隧道与断层呈小角度相交时流速较小,断层能起到截水的作用,而呈大角度相交时,断层不仅有导水的作用,更加剧了突水的流通。  相似文献   

2.
温度和盐度分层流的数值模拟   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
以N-S方程和k-ε湍流模型为基础,针对水温和盐度分层流的流动特性,考虑了浮力对紊动的影响,建立了温度和盐度分层流的k-ε模型,对同时存在温度和盐度梯度的一类密度分层流进行了数值模拟计算,其中紊动平均量控制方程中的紊动项是由k-ε紊流模型计算,给出了速度、温度和盐度的分布。计算结果正确地反映了分层及紊动特征,与实测结果吻合较好。  相似文献   

3.
振荡流底层悬沙运动的数值研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
建立了平底振荡流底层立面二维水沙数值模型,利用Smagrionsky(SGS)格子涡模型封闭二维Navier Storkes方程水流运动方程组,控制方程采用SMAC法求解。该模型能较精确地模拟振荡流底层水流流动特性,以及含沙量沿垂线分布和随相位变化的情况,且与水槽实验的实测资料基本吻合。  相似文献   

4.
三棱柱形网格下自由表面流的三维数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
为了模拟自由表面流动问题,建立了基于三棱柱形网格的三维Navier-Stokes方程的半隐式动压离散模型。出流边界采用在动量方程右端附加线性衰减项的海绵层处理方式来消减波能。引入k-ε双方程紊流模型求解涡黏性系数,使方程达到封闭。用规则周期波通过淹没障碍物的传播变形和复合明渠流动算例,验证了当遇到短波高频问题时,所述模型模拟结果与测量值吻合良好,体现了模型的精确性和有效性。  相似文献   

5.
基于FLUENT的二维滑坡涌浪数值模拟   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
本文从N-S方程出发,建立了二维滑坡涌浪控制方程,使用二维非定常分离隐式PISO算法求解方程。通过UDF(User-Defined Function)编程,采用动网格技术控制滑体的运动,结合RNGk-ε湍流模型并采用VOF方法跟踪非线性自由表面流场,基于流体计算软件FLUENT模拟滑体下滑所引起的水的速度、自由表面高度变化以及流动过程,并将数值计算结果与Monaghan和Kos的试验数据进行比较。算例表明:本模型能很好地模拟出滑体下滑过程中孤立波的产生和传播以及涡流的形成。在此基础上,本文还研究了滑体速度对水体自由表面变形的影响。  相似文献   

6.
鲁俊  王玲玲 《水科学进展》2009,20(2):255-260
利用标准模型κ-ε、重整群κ-ε模型和v2f三种不同的紊流模型,在同位网格系统基础上,采用了有限控制体积离散方程,数值模拟了底坎所形成紊流分离流。计算结果表明,所选用的3种模型虽大致都能模拟出底坎分离流的流动特性,如前后角涡、回流型态等,但在主涡心位置、回流长度、水头损失和流速分布等方面3种模型计算结果有所差异,其中v2f模型所计算的结果同试验和大涡模拟的结果值更趋一致。结果表明,v2f模型具有更精确模拟底坎所形成的紊流分离流方面的优势。  相似文献   

7.
窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
对流动控制方程即连续方程、动量方程和能量方程进行坐标转化,将带有自由表面和不平坦底面的不规则物理区域转变为规则的矩形计算区域.应用大涡模拟Smagorinsky模型对控制方程进行模化,根据破裂算子法将动量方程和能量方程分解成对流、扩散和传播三步进行顺序求解.利用该模型对静止和规则波环境下二维窄缝热浮力射流进行数值模拟,比较了两种环境下速度场、温度场、轴线速度衰减规律、垂向流速的自相似分布等特性,分析了浮力的作用以及射流速度、窄缝宽度等因素对射流掺混过程中温度场分布的影响.数值模拟结果得到已有理论及试验成果的验证.  相似文献   

8.
裂隙对喀斯特水流起着重要控制作用。选取具有垂向与水平向交叉裂隙的岩石剖面,做单环注水入渗试验,基于Navier-Stokes(N-S)方程组建立入渗水流数值模型,运用试错法,以实测单环水位变化为目标推求裂隙水力隙宽,计算入渗水量在不同裂隙中的比例;利用立方定律,估计出裂隙饱和渗透系数,基于地下水流连续性方程构建裂隙水流数值模型;比较两种数值模型计算结果。模拟结果表明:N-S方法推求的裂隙等效水力宽度远小于实测裂隙宽度;裂隙水流大部分沿垂向裂隙下渗,但也有部分水流沿横向裂隙渗流;立方定律与N-S方法数值模拟结果差异不大,前者估计的裂隙下渗率稍小于后者,相对而言,N-S方法能更精确地描述裂隙水流运动过程。  相似文献   

9.
横流环境湍射流涡动力学特性数值模拟   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
采用三维湍流模型及其混合有限分析解法进行横流中湍射流这一复杂三维流动的研究。在利用实验数据对模型及其计算方法验证的基础上,对多种喷口形式和流速比工况下的流速场和涡量场进行了数值计算,模拟得到了其旋涡结构发展演化特性。在射流初始阶段,横流在射流背流面形成绕流分离旋涡,其结构与射流喷口形式和流速比有关。射流主轴沿流向布置的窄缝射流产生的旋涡最为特殊和复杂,在喷口侧面存在4个分离点,从而形成4个旋涡。在射流远区,流动主要由反向旋转涡对所控制,并诱导出二次涡对。分析得出了射流喷口形式及流速比对反向旋转涡对涡核位置和旋转强度的影响。  相似文献   

10.
波流共存场中多向随机波浪传播变形数学模型   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
基于波作用量守恒方程建立了波流共存场中多向随机波浪传播变形数学模型,模型中考虑了波浪绕射的影响和水流引起的波浪弥散多普勒效应,应用包含水流和地形影响的激破波模式计算波浪破碎的能量耗散,采用一阶上迎风有限差分格式离散控制方程。分别计算了有无近岸流情况下单向和多向随机波浪的波高分布,考虑水流影响的数值计算结果与物理模型实验数据吻合良好,比较分析表明,所建立的数学模型能够复演由于离岸流引起的波高增大,可用于波流共存场多向随机波浪传播变形的模拟和预报。  相似文献   

11.
国内外泥石流活动关键指标估算方法之比较   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
泥石流流体容重、流速、冲击力是表征泥石流活动特征众多指标中的三个关键指标.本文在分析国内外对这些指标评估现状的基础上,总结了应用较普遍的估算公式,对比了不同公式的特点及其适用性.比较结果认为:由于泥石流组成和运动状态的复杂性以及影响因素的多样性,对于这三个指标,目前的估算公式都不具有普适性.在当前的认知水平下,建立基于各个地区泥石流特点的指标估算经验公式是最为实用的途径.在各个指标经验公式的建立方法上,考虑各个粒组的多变量容重统计分析方法相对较为合理;泥石流流速估算公式的建立途径在我国、前苏联和欧美国家之间有显著差异,前二者基于曼宁公式,后者基于强迫涡流公式、以弯道超高为主要参数;泥石流冲击力的估算方法国内外都以动量理论为基础,区别主要体现在经验系数取值上,巨石冲击力的计算则都考虑了拦挡建筑物的特点.  相似文献   

12.
基于非饱和多孔介质的研究成果,考虑热效应和孔隙流体迂曲度的影响,研究了非饱和土中热弹性波的传播特性。利用非饱和土中耦合热的固-液-气三相介质的质量平衡方程、渗流连续方程、动量平衡方程和广义非Fourier热传导定律,建立了问题的热弹性波动方程。通过引入势函数,经过理论推导给出了非饱和土中热弹性波的弥散特征方程。结合数值算例,分析了几类热弹性波的波速和衰减系数随迂曲度、热膨胀系数和介质温度等热物理参数的变化规律。结果表明:孔隙水迂曲度的增大将引起P1波、P3波和S波的波速增大,而孔隙气体迂曲度的增大仅使得P2波的波速增大;热膨胀系数的增大将造成P1波波速的增大和热(T)波波速的减小;介质温度的升高将引起各类热弹性波波速的增大;频率、热膨胀系数和介质温度的变化对各类热弹性波的衰减系数均有较大影响,不可忽视。  相似文献   

13.
In order to capture the influence of the cavity expansion velocity, this paper presents a semianalytical solution for dynamic spherical cavity expansion in modified Cam Clay (MCC) soil. The key problem is solving the six coupled partial differential equations (PDEs) of cavity expansion, in which the dynamic term is considered in the stress equilibrium equation. The similarity transformation technique is used to transform the PDEs into ordinary differential equations (ODEs). Subsequently, the numerical method using the function “ODE45” in MATLAB is selected to solve the ODEs, which allows the stress and excess pore pressure around the expanding spherical cavity wall to be obtained. The proposed semianalytical solution for dynamic spherical cavity expansion was validated by comparting the degenerate solution with the published quasistatic solution for the MCC model. Parametric study was then conducted to capture the influence of the cavity wall velocity on the cavity expansion response. The proposed solution has potential application to geotechnical problems such as dynamic pile driving, the dynamic cone penetration test, and so forth.  相似文献   

14.
The two-scale continuum model is widely used in simulating the reactive dissolution process and predicting the optimum injection rate for carbonate reservoir acidizing treatment. The numerical methods of this model are currently based on structured grids, which are not applicable for complicated geometries. In this study, a general numerical scheme for simulating a reactive flow problem on both structured and unstructured grids is presented based on the finite volume method (FVM). The convection and diffusion terms involved in the reactive flow model are discretized by using the upwind scheme and two-point flux approximation (TPFA), respectively. The location of the centroid node inside each control volume is moved by using an optimization algorithm to make the connections with the surrounding elements as orthogonal as possible, which systematically improves the accuracy of the TPFA scheme. Additionally, in order to avoid the computational complexity resulting from the discretization of the non-linear term, the mass balance equation is only discretized in the spatial domain to get a set of ordinary differential equations (ODEs). These ODEs are coupled with the reaction equations and then solved using the numerical algorithm on ODEs. The accuracy and efficiency of the proposed method are studied by comparing the results obtained from the proposed numerical method with previous experimental and numerical results. This comparison indicates that, compared with the previous methods, the proposed method predicts the wormhole structure more accurately. Finally, the presented method is used to check the effect of the domain geometry, and it is found that the geometry of the flow domain has no effect on the optimum injection velocity, but the radial domain requires a larger breakthrough volume than the linear domain when other parameters are fixed.  相似文献   

15.
黄传志 《岩土力学》2007,28(10):2127-2132
对屈服条件与屈服函数的极值条件进行了讨论,在不需要流动法则的情况下建立了速度方程。平衡方程、屈服条件与屈服函数的极值条件、速度方程就是土体极限分析的基本方程。这样,对荷载、速度边界条件(包括荷载与速度边界同时存在),均构成了完备的极限平衡问题。对边坡稳定问题的上、下限定理给出了严密的证明,并建立了求解极限平衡问题的广义极限平衡法,均质土的计算结果表明,圆弧滑动面的广义极限平衡法与对数螺旋面的上限解法基本一致。  相似文献   

16.
A numerical approach is proposed to model the flow in porous media using homogenization theory. The proposed concept involves the analyses of micro‐true flow at pore‐level and macro‐seepage flow at macro‐level. Macro‐seepage and microscopic characteristic flow equations are first derived from the Navier–Stokes equation at low Reynolds number through a two‐scale homogenization method. This homogenization method adopts an asymptotic expansion of velocity and pressure through the micro‐structures of porous media. A slightly compressible condition is introduced to express the characteristic flow through only characteristic velocity. This characteristic flow is then numerically solved using a penalty FEM scheme. Reduced integration technique is introduced for the volumetric term to avoid mesh locking. Finally, the numerical model is examined using two sets of permeability test data on clay and one set of permeability test data on sand. The numerical predictions agree well with the experimental data if constraint water film is considered for clay and two‐dimensional cross‐connection effect is included for sand. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

17.
潮汐河口二维动床紊流模型   总被引:12,自引:0,他引:12       下载免费PDF全文
给出了正交曲线坐标系下平面二维非恒定动床紊流模型基本方程组,即水流运动方程及潮汐水流不平衡输沙方程。对计算中的有关问题提出了处理方法,如基本资料及代表潮过程选取、糙率的确定、悬沙粒径及沉速、挟沙能力恢复饱和系数及河床冲淤判别条件等。以甬江口为例,计算了镇海弯道至大游山口门约5km河段潮汐水流潮位及流速过程、丁坝作用下的回流域及疏浚与整治相结合的河床变形,计算结果与野外资料吻合良好。在此基础上,计算了宁波大桥桥墩作用下的水流结构变化及对镇海港航道的冲淤影响。  相似文献   

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