多孔材料孔隙尺寸对渗透系数影响的数值模拟  被引量:6

NUMERICAL SIMULATION OF RELATIONSHIP BETWEEN HYDRAULIC CONDUCTIVITY AND POROSITY SIZE FOR POROUS GEOTECHNICAL MATERIALS

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作  者:李守巨[1] 刘迎曦[1] 孙伟[2] 吴金花[1] 

机构地区:[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024 [2]大连理工大学机械工程学院,大连116024

出  处:《力学与实践》2010年第4期12-17,共6页Mechanics in Engineering

基  金:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2007CB714006);国家自然科学基金项目(90815023)资助

摘  要:采用有限元方法数值模拟了多孔材料的孔隙尺寸与等效渗透系数之间的非线性关系.有限元模型中的固体骨架和孔隙根据孔隙率的大小随机生成,模型中的材料参数和单元属性用ANSYS中的APDL参数化语言赋值.根据有限元随机模拟断面的流量分布和稳态渗流问题的达西定律,计算在不同孔隙尺寸的等效渗透系数,研究等效渗透系数与孔隙尺寸之间的关系.计算结果表明,在孔隙率不变的情况下,等效渗透系数与孔隙尺寸的平方成正比,该结论与经验公式相一致.而孔隙尺寸不变的条件下,随着孔隙率的增加等效渗透系数近似呈线性增加.The relationship between hydraulic conductivity of a porous material and its number-size is simulated by using the finite element method.The solid matrix and the pore space are generated randomly according to the material porosity,and the material parameters and the element properties are assigned by the ANSYS parameter design language.The equivalent hydraulic conductivity is computed according to the flow flux through some section computed by FEM and Darcy law,and the relationship between the equivalent hydraulic conductivity and the porosity number-size of porous materials is obtained.The numerical simulation shows that the equivalent hydraulic conductivity is directly proportional to the square of the porosity size while the porosity is constant,for which the proposed conclusion agrees well with empirical expressions.The equivalent hydraulic conductivity is directly proportional to the porosity while the porosity size is constant.

关 键 词:等效渗透系数 孔隙尺寸 多孔材料 APDL参数化语言 有限元模拟 

分 类 号:O357.3[理学—流体力学]

 

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