基于lb方法平板流立方定律的数值模拟研究

《基于lb方法平板流立方定律的数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于LB方法平板流立方定律的数值模拟研究摘要：格子Boltzmann方法模拟岩体裂隙渗流场，较传统的数值模拟具有天生的并行特性、边界条件处理简洁、程序易于实施、能得到清晰的物理图像等独特优势。通过JRC数值生成法建立起在一定范围内的节理粗糙度系数JRC的二维岩体吻合裂隙结构。基于格了Boltzmann方法（LBM）,设置出入口为非平衡态外推格式、上下岩体裂隙表面为标准反弹格式的边界条件，建立了模拟岩体裂隙渗流模型。通过C++编程实现格子Boltzmann方法模拟并验证了经典的泊肃叶流动。压力差为0.002和隙宽比为400:21的

2、粗糙裂隙

3、Aj，岩体裂隙渗流流态是线性次立方水流，并且随节理裂隙粗糙度系数JRC值的增加，次立方值偏离数值3越明显。在JRC=14.1的情况下，裂隙渗流在不同压力差驱动和不同隙宽、不同压力差下，可表现为次立方渗流、立方渗流和超立方渗流。Abstract：LatticeBoltzmannMethod(LBM)hasbeenusedtosimulatetheseepagefieldofthefracturedrockmasss,whichisbornwiththeadvantagesofparallelcharacteristics

4、，simpleboundaryconditions,easytoimplementtheprogram,clearphysicalimagecomparedwiththetraditionalnumericalsimulation.JRCnumericalgenerationmethodisusedtoestablishthefracturestructureoftwo-dimensionalrockmasswithJRCofthejointroughnesscoefficientinacertainrange.Basedont

5、heLatticeBoltzmannMethod(LBM),thetheboundaryconditionsarcthattheinletandoutletaresettothenon-equilibriumextrapolationscheme,andthecracksurfaceoftheupperandlowerrockmassissettothestandardreboundformat.C++programmingcanrealizetheLatticeBoltzmannMethodsimulationandverif

6、ytheclassicPoiscuillcflow.Intheroughfracturewithapressuredifferenceof0.002andthewidthratioof400:21，theflowpatternoftherockmassseepageislinearsub-cubicflow,andwiththeincreaseoftheJRCvalue,thedeviationofthecubicvaluefromthevalueof3ismoreobvious.InthecaseofJRC=14.1,thet

7、hefractureseepagecanberepresentedbythesub-cubicseepage,cubicseepageandsuper-cubicseepageunderdifferentpressuredifferenceanddifferentfracturewidth.关键词：格子Boltzmann方法(LBM)；数值模拟；吻合岩体单裂隙渗流；立方定律Keywords:LatticeBoltzmannMethod(LBM)；numericalsimulation；waterflowinthesinglefr

8、acturedrockmasswithaclosecorrelation；cubiclaw中？D分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1006-4311(2017)10-0094-040引言岩体是指在一定范围内的自然地质体，它经历了漫长的自然历史过程，经受了各种地质作用，并在地应力作用下在其内部形成了各种地质构造行迹，如节理、褶皱、劈理、层理等，正是由于这些岩体裂隙的存在，为地下水的存储和流动提供了场地，由此导致的地质灾害及渗流问题在裂隙型油气田的开发、深基坑和隧道的开挖等力*面得到重视并逐渐变成一个热点问题。因此，研究岩体渗

9、流问题具有非常大的工程意义和工程应用价值。从20世纪70年代开始W.Wittke用有限元法计算裂隙中的水流、Krizek等用有限差分法计算了各种裂隙网络系统内的流势形态。相应的，已有的计算流体力学方法也可以分为微观方法、介观方法和宏观方法三类［1］。介观方法屮，