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基于格子Boltzmann方法的单一粗糙裂隙渗流状态研究

段志超 王菁菁 李育红 关艳丽 胡萱苡

段志超, 王菁菁, 李育红, 关艳丽, 胡萱苡. 基于格子Boltzmann方法的单一粗糙裂隙渗流状态研究[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(3): 317-321. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.009
引用本文: 段志超, 王菁菁, 李育红, 关艳丽, 胡萱苡. 基于格子Boltzmann方法的单一粗糙裂隙渗流状态研究[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(3): 317-321. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.009
Duan Zhichao, Wang Jingjing, Li Yuhong, Guan Yanli, Hu Xuanyi. Flow State of Single Rough Fracture Based on Lattice Boltzmann Method[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(3): 317-321. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.009
Citation: Duan Zhichao, Wang Jingjing, Li Yuhong, Guan Yanli, Hu Xuanyi. Flow State of Single Rough Fracture Based on Lattice Boltzmann Method[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(3): 317-321. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.009

基于格子Boltzmann方法的单一粗糙裂隙渗流状态研究

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.03.009
详细信息
    作者简介:

    段志超,男,1985年生,汉族,云南昆明人,大学本科,高级工程师,主要从事岩土工程及勘查等方面的相关研究工作。E-mail:272224868@qq.com

    通讯作者:

    王菁菁,女,1985年生,汉族,云南保山人,大学本科,高级工程师,主要从事岩土工程及勘查等方面的相关研究工作。E-mail:312693627@qq.com

  • 中图分类号: O357.3

Flow State of Single Rough Fracture Based on Lattice Boltzmann Method

  • 摘要: 岩体中普遍存在裂隙,基于格子Boltzmann方法以及D2G9离散模型在计算流体的渗流状态下具有边界条件易于设置、计算效率较高、计算结果可视化等优点,建立考虑不同粗糙度的单一裂隙渗流模型,模型的上下边界设置为无滑移的全反弹边界,左右边界则采用非平衡外推格式的分布函数边界,同时结合经典流体力学的Poiseuille流问题,对计算模型进行验证。最后,分析岩体裂隙表面粗糙程度对渗流状态的影响,计算结果表明:随壁面粗糙程度的增加,流体的流速、大小、方向均会发生不同程度的改变,并且在由粗糙度的改变而引起隙宽急剧变化的部位,局部伴随着流体旋涡的形成,导致流体内部摩擦阻力的增大,从而产生较大的局部能量损耗。

     

  • 图  1  D2G9模型示意图[9]

    图  2  格子Boltzmann模型计算解与泊肃叶流理论解对比图

    图  3  粗糙裂隙面

    图  4  粗糙裂隙与平板裂隙理论解对比分析

    图  5  不同粗糙度状态下渗流流线分布图

    图  6  不同粗糙度状态下裂隙中间断面压力沿长度方向的变化趋势

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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-22
  • 修回日期:  2024-03-13
  • 录用日期:  2024-05-08
  • 刊出日期:  2024-06-12

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