基于格子Boltzmann法的透水沥青路面材料水渗流模拟

摘要：

为了研究水在透水沥青路面材料空隙渗流问题,应用格子Boltzmann方法(LBM),建立了二维模型,从空隙尺度模拟了由3种不同的形状(圆形、 椭圆形和矩形)颗粒组成的人工多孔介质中的流体流动.研究了透水沥青路面材料的结构特征和水力学特征,以及无量纲渗透率与空隙率、 形状(圆形、 椭圆形和矩形)及高宽比(椭圆的长短轴之比、 矩形的长宽比)之间的关系.结果表明:椭圆形状的多孔介质无量纲渗透率最大,而圆形的渗透率最小,矩形形状的多孔介质渗透率介于两者之间.当空隙率较低的情况下,空隙率对无量纲渗透率影响较小;当空隙率增大到某一值时,空隙率对渗透率的影响明显.对于椭圆形状的人工多孔介质,在相同空隙率情况下,无量纲的渗透率大致与椭圆形状的长短轴之比近似为线性关系.格子Boltzmann方法从微观机理上揭示了动水在透水沥青路面内部的输运规律,而且与传统的计算流体力学方法相比,处理复杂的边界条件比较容易,并行计算性能良好.研究成果为格子算法在相应领域应用提供了理论与实践依据.

关键词：道路工程、渗透率、格子Boltzmann方法、透水沥青路面材料、多孔介质

所属期刊栏目：36

分类号：U416.217(道路工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51308476;中央高校基本科研业务费专项资金项目2682015CX083;四川省教育厅资助科研项目16TD0018;四川省教育厅科研项目16ZB0164;绿色建筑与节能四川省重点实验室开放课题项目szjj2015-074;道路工程四川省重点实验室开放研究基金项目15206569

在线出版日期：2019-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1-7