基于格子Boltzmann方法的饱和土体细观渗流场

摘要：

根据土体的孔隙率，采用随机配置的方法建立了二维土体孔隙结构。基于格子Boltzmann方法（LBE方法），通过设置入口、出口边界为非平衡态外推格式、左右边界及土颗粒边界为标准反弹格式的边界条件，建立了模拟饱和土体渗流的二维模型。编制了相应Matlab计算程序，模拟了在一定孔隙率的土体中，当恒定流速入渗时，土体渗流场的分布情况并探讨了渗流流速的变化规律。研究结果表明：在渗流过程中，土体流速的分布情况在整个渗流区域内较为均匀，且在孔隙连通性好、孔隙较大的区域流速较快。土体孔隙率越大，土体的渗流速度越大，且在渗流场内绝大部分孔隙格点的流速小于入口处的流速。当孔隙率恒定时，入口流速越大，渗流场内孔隙格点上流速分布的离散性越大。因此，LBE方法可以有效地模拟土体的渗流情况，为进一步研究土体渗流机理提供了一种新的研究手段。

关键词：格子Boltzmann方法、渗流场、数值模拟、孔隙率

分类号：O357.3(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51179187；昆明理工大学人才培养基金资助项目KKSY201306023

在线出版日期：2014-11-22（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：883-887,893