水射流冲埋砂质海床土体数值模拟

论文摘要

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。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 池寅,时豫川,吴海洋,苏洁,余敏,卢秋如

关键词: 水射流,砂质海床,模型,应力波,冲埋速率,光滑粒子流有限元法耦合

来源: 振动与冲击 2019年13期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 海洋学

单位: 武汉大学土木建筑工程学院,中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司,武汉工程科技学院

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)

分类号: P75

DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.13.036

页码: 253-260

总页数: 8

文件大小: 2822K

下载量: 109

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