水射流冲埋砂质海床土体数值模拟

作     者：池寅 时豫川 吴海洋 苏洁 余敏 卢秋如 CHI Yin;SHI Yuchuan;WU Haiyang;SU Jie;YU Min;LU Qiuru

作者机构：武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司武汉430071 武汉工程科技学院武汉430223 

基　　金：中央高校基本科研业务专项(2042015kf0003) 中南电力大型科技项目(KJ1AKY201519T02) 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2019年第38卷第13期

页      码：253-260页

摘      要：基于SPH-FEM耦合算法,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立水射流与海床土体的2D模型,研究水射流冲埋砂质海床土体的过程,分析冲埋过程中的应力波特性及喷射压力和砂质海床土体物理力学指标对冲埋速率的影响规律。结果表明:应力波在海床土体内部沿水射流中心线方向形成,且在扩散过程中能量不断耗散,应力最大值在水射流中心线与海床土体表面接触点处。喷射压力越大,冲埋速率越快,同一时刻的冲埋深度随喷射压力的增大呈线性增长;对于具有相同密实度的砂质海床土体,冲埋速率随剪切模量的增大而降低,且水射流速度越大,剪切模量的影响越显著;对于细砂类砂质海床土体,冲埋速率随内聚力和内摩擦角的增大呈线性下降的趋势;土体孔隙率对冲埋速率的影响较小;经与相关参考文献中提供的侵蚀深度对比,证明数值模型的准确性。通过对数值模拟结果进行拟合,得到冲埋深度与时间的关系式,可作为不同海床土体条件下选择合适喷射压力的参考。

主 题 词：水射流 砂质海床 2D模型 应力波 冲埋速率 光滑粒子流-有限元法耦合 

学科分类：1002[医学-临床医学类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 0801[工学-力学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13465/j.cnki.jvs.2019.13.036

馆 藏 号：203695605...