DEMLBM耦合算法实现及其在岩土流固耦合问题中的应用ppt课件.ppt

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1、DEM-LBM耦合算法实现及其在岩土流-固耦合问题中的应用专业：岩土工程硕士生：硕士开题报告2报告内容进度安排工作进展研究内容与可行性分析国内外研究现状选题背景及意义23选题背景及意义图片来源：高等土力学课件第五章滑坡涌浪问题岩土工程中流-固耦合问题4选题背景及意义唐家山溃决岩土工程中流-固耦合问题选题背景及意义岩土工程中流-固耦合问题广泛存在地下水开采：地面沉降水利工程：水库-大坝作用，渗流浮冰运动其他岩土工程：深基坑开挖、深埋隧道、固结、浮冰运动地质灾害：滑坡、泥石流、管涌等6报告内容进度安排工作进展研究内容与可行性分析国内外研究现状选题背景及意义67国内外研究现状7抗剪强度特征

2、细观结构特征细观力学数值试验颗粒破碎茹科夫斯基,俄国1889数值模拟传统方法DEM-LBM方法达西,法国1856渗流微分方程理查森,英国1910有限差分法达西定律太沙基,美国1925单向固结理论单相耦合土中水水中土8国内外研究现状8抗剪强度特征细观结构特征细观力学数值试验颗粒破碎数值模拟传统方法DEM-LBM方法双相耦合离散体DEM+CFD离散元+计算流体力学FluentopenFOAMLBM水体视为连续介质处理简单边界问题水体视为微观离散介质熊莉芳等(2019)陈枫等(2009)FEM有限元法FDM有限差分法固相、水体均作为连续介质周志军等(2019)郭磊（2019）吴一红等(20

3、19)吉小明等(2019)9国内外研究现状9抗剪强度特征细观结构特征细观力学数值试验颗粒破碎数值模拟传统方法DEM-LBM方法FEM有限元法FDM有限差分法固相、水体均作为连续介质双相耦合离散体DEM+离散元+计算流体力学FluentopenFOAMLBM水体视为连续介质处理简单边界问题水体视为微观离散介质熊莉芳等(2019)陈枫等（2009）吴一红等(2019)吉小明等(2019)周志军等(2019)郭磊（2019）LBMCFD10国内外研究现状10抗剪强度特征细观结构特征细观力学数值试验颗粒破碎数值模拟传统方法DEM-LBM方法DEM+LBM离散元+格子玻尔兹曼LBM_D2Q9m

4、odelDEMLBM：计算流体力学、传热学诞生：1988年成长：逐渐成为国际热点优点：简单清晰、易实现、并行特性国内外多个团队研究方兴未艾国外研究：国内研究：2019UK，K.Han等提出二维耦合方法2019年该团队提出三维方法2009年，张浩采用LBM-DEM耦合研究化学机械抛光中的二维颗粒运动问题11国内外研究现状11抗剪强度特征细观结构特征细观力学数值试验颗粒破碎数值模拟传统方法DEM-LBM方法国外研究：2019UK，K.Han等提出二维耦合方法，2019年提出三维方法2019年，日本学者Ohtsuki,S.等人模拟了沙粒在射孔孔道的运动2019年，Owen，Feng等人提出

5、了适用于复杂边界的移动浸入边界法2019Australia，S.A.Galindo-Torres实现简单大颗粒与流体三维耦合……S.A.Galindo-TorresOwen，Feng12国内外研究现状12抗剪强度特征细观结构特征细观力学数值试验颗粒破碎数值模拟传统方法DEM-LBM方法国内研究：2009年，张浩采用LBM-DEM耦合研究化学机械抛光中的二维颗粒运动问题2019年，韩海峰提出了气固LBM-DEM的优化算法2019年，张博等人模拟了单孔射流鼓泡床的颗粒运动2019年，LiminWang等实现小颗粒与气体三维耦合2019年，李浩采用DEM-LBM方法模拟了圆颗粒沉降Limi

6、ngWang李浩1313DEM-LBM现状小结原理：理论算法日趋成熟、多样性试验：简单——单个固体或者颗粒少，固相处理方法简单应用：极少在岩土流固耦合问题上有所应用国内外研究现状本论文的新意软件：实现强强联合，增强计算能力应用：典型的岩土流-固耦合问题两个颗粒少量颗粒14国内外研究现状传统方法的局限计算机能力发展流固耦合问题广泛采用新的数值试验方法研究岩土流固耦合问题14揭示岩土流固耦合问题介观机理15报告内容进度安排工作进展研究内容与可行性分析国内外研究现状选题背景及意义1516研究内容与可行性分析16学习研究开发软件数值室内结果分析DEM算法LBM算法DEM-LBM耦合程序岩土流

7、-固耦合问题分析机理难点基础应用17研究内容可行性分析17抗剪强度特征细观结构特征细观力学数值试验颗粒破碎DEM基础LBMDEM岩土流固耦合问题DEM-LBM耦合计算原理颗粒碰撞、摩擦力牛顿第二定律更新速度更新位置DEM软件YadeEngine18研究内容可行性分析18抗剪强度特征细观结构特征细观力学数值试验颗粒破碎LBMD2Q9model基础LBMDEM岩土流固耦合问题DEM-LBM耦合计算原理流体微团（粒子）碰撞迁移更新分布函数LBM软件Palabos