海底滑坡是海洋中常见的一种灾害地质现象,一旦发生将会对水下基础设施造成破坏,而目前很少有有关海底黏性滑坡体运动演化行为方面的模拟研究。采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)和离散元法(discrete element m...海底滑坡是海洋中常见的一种灾害地质现象,一旦发生将会对水下基础设施造成破坏,而目前很少有有关海底黏性滑坡体运动演化行为方面的模拟研究。采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)和离散元法(discrete element method,简称DEM)建立了描述水与颗粒相互作用的流固耦合模型,通过引入颗粒间黏聚力模型,发展海底黏性滑体运动演化过程的CFD-DEM耦合分析方法,并开展了多个典型算例的验证分析。在此基础上,考虑滑体黏性作用和初始速度,系统地模拟了海底滑坡体的运动学特征(运动速度和距离)和形态特征(滑体长度、宽度、形状等),并深入探究了滑体运动及演化过程的影响机制。结果表明:该耦合方法可以较好地模拟再现海底滑坡体的小尺度运动行为,滑坡体的黏性作用对其运动学特征和形态特征具有显著影响,初始速度也明显影响了滑体各部位在运动过程中的颗粒流场演化及分布特征。这一成果可为真实海底滑坡的运动演化过程模拟和有效预测提供重要的科学依据。展开更多
文摘海底滑坡是海洋中常见的一种灾害地质现象,一旦发生将会对水下基础设施造成破坏,而目前很少有有关海底黏性滑坡体运动演化行为方面的模拟研究。采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)和离散元法(discrete element method,简称DEM)建立了描述水与颗粒相互作用的流固耦合模型,通过引入颗粒间黏聚力模型,发展海底黏性滑体运动演化过程的CFD-DEM耦合分析方法,并开展了多个典型算例的验证分析。在此基础上,考虑滑体黏性作用和初始速度,系统地模拟了海底滑坡体的运动学特征(运动速度和距离)和形态特征(滑体长度、宽度、形状等),并深入探究了滑体运动及演化过程的影响机制。结果表明:该耦合方法可以较好地模拟再现海底滑坡体的小尺度运动行为,滑坡体的黏性作用对其运动学特征和形态特征具有显著影响,初始速度也明显影响了滑体各部位在运动过程中的颗粒流场演化及分布特征。这一成果可为真实海底滑坡的运动演化过程模拟和有效预测提供重要的科学依据。
