均匀水流冲击下扭王字块断裂失稳过程的数值模拟研究

摘要：

扭王字块是一种重要的港口防波堤护面块体，其断裂失稳过程与所受水流冲击力密切相关。文章以基于连续介质力学的离散元方法（CDEM ）为基础，通过引入FVM 算法及半弹簧-半棱联合接触模型，分别实现了大位移下单元变形的准确计算及单元接触的快速更新。基于改进后的CDEM 方法，通过在扭王字块表面施加按流速方向逐渐增加的动态面力，对均匀水流冲击下单扭王字块的断裂过程及扭王字块群的失稳滑移过程进行了数值分析。通过分析，不同方向水流冲击下单扭王字块的主要断裂模式为沿着根部的折断，其断裂流速约为21～25 m/s；不同吨位下扭王字块群的失稳模式为扭王字块单体从群体中跳出，其失稳流速约为4～11 m/s。

关键词：CDEM、FVM、联合接触模型、防波堤、扭王字块、断裂失稳模式

分类号：O317(理论力学（一般力学）)

资助基金：国家重点基础研究发展计划9732010CB731506；国家科技支撑计划2012BAK10B00；国家自然科学基金青年基金11002146资助项目．

在线出版日期：2014-05-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：248-253