基于SPHAM方法的流体在多孔介质中流动的数值模拟

作     者：王科浩 顾声龙 田丽蓉 吴海涛 李一帆 姚东泽 WANG Ke-hao;GU Sheng-long;TIAN Li-rong;WU Hai-tao;LI Yi-fan;YAO Dong-ze

作者机构：青海大学土木水利学院青海西宁810016 黄河上游生态保护与高质量发展实验室青海西宁810016 水利部江河源区水生态治理与保护重点实验室青海西宁810016 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 

出 版 物：《水电能源科学》 (Water Resources and Power)

年 卷 期：2024年第42卷第7期

页      面：62-67页

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52369016) 国家重点研发计划(2023YFC3206303) 水圈科学与水利工程全国重点实验室开放资金项目(sklhse-2023-B-04) 青海大学青年科研基金项目(2022-QGY-09) 

主　　题：SPH 多孔介质 水动力学特性 体积平均 

摘      要：为了深入研究流体在多孔介质中的渗流过程,结合SPH和体积平均方法,并引入过渡区界面处理、新的边界条件及密度噪声处理方法;同时,在质量方程和动量方程中使用本征平均的物理量,构建了SPHAM渗流模型。利用该模型模拟了不同孔隙度的多孔介质内的流动,包括U型管试验(饱和渗流)和溃坝试验(非饱和渗流),并对多孔介质内流体的水力学特性进行了分析。结果表明,在两种模拟结果中,水面线与试验结果及解析解吻合良好;同时,在不同模拟工况中均保证了体积守恒。