水射流冲埋砂质海床土体数值模拟

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.

关键词：水射流、砂质海床、2D模型、应力波、冲埋速率、光滑粒子流-有限元法耦合

所属期刊栏目：38

分类号：TP69(射流技术（流控技术）)

资助基金：中央高校基本科研业务专项2042015kf0003;中南电力大型科技项目KJ1AKY201519T02

在线出版日期：2019-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：253-260