【CN110046388A】一种基于EDEMFLUENT离散元流固耦合建模方法【专利】
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910193703.3
(22)申请日 2019.03.14
(71)申请人 中铁二院工程集团有限责任公司
地址 610000 四川省成都市金牛区通锦路
三号
申请人 西南交通大学
(72)发明人 杨长卫 郭晋豪 王智猛 刘阳
王建 童心豪 郭雪岩 李宗昊
张斌 卢兴旺
(74)专利代理机构 成都环泰知识产权代理事务
所(特殊普通合伙) 51242
代理人 赵红欣 李斌
(51)Int.Cl.
G06F 17/50(2006.01)
(54)发明名称一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法(57)摘要本发明公开了岩土方面的数值模拟分析计算技术领域的一种基于EDEM -FLUENT离散元流固耦合建模方法，先利用前处理软件对模型进行建模、划分网格和设置边界条件等并导出模型文件，然后将模型文件导入到FLUENT和EDEM当中，在FLUENT中进行注浆浆液属性的设置，在EDEM中进行土体宏观和微观参数的设置，并且注意单位的设置，然后FLUENT与EDEM共同计算迭代至收敛；本发明通过有限元网格计算引入到离散元颗粒流计算当中，将浆液的连续性和土体的离散性质都准确地模拟出来，为从事注浆研究的科研工
作者提供了创新性的研究思路。权利要求书1页 说明书4页 附图6页CN 110046388 A 2019.07.23
C N 110046388
A
权 利 要 求 书1/1页CN 110046388 A
1.一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于，具体步骤如下：
第一步，利用Gambit等前处理软件对路基模型进行建模，选择最合适计算的网格类型划分好网格，设置合适的边界条件，并导出网格文件；
第二步，将所述网格文件导入到FLUENT中，并且在FLUENT中对连续介质注浆浆液参数设定和等待计算；
第三步，将所述网格文件导入到EDEM中，填充离散元土体颗粒，设置土体参数和土体之间微观作用力参数；
第四步，将FLUENT中迭代时间步长设置为EDEM中时间步长的1～100倍，在FLUENT中设置模拟时间，然后等待自动迭代计算至收敛。
2.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于：所述自动迭代计算为耦合模拟计算。
3.根据权利要求2所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于，所述耦合模拟计算的方法为：
第一步，EDEM中计算颗粒的速度和位置等信息；
第二步，FLUENT中计算每个网络中包含的颗粒体积分数；
第三步，EDEM中计算浆液对土体的作用力；
第四步，FLUENT中计算浆液与土体之间的动量、能量等交换；
第五步，根据能量和动量等的交换相，在FLUENT中计算流体运动；
第六步，将所述第五步中计算的流体运动向EDEM中传递流体速度，重新进行所述第三步的操作；
第七步，通过重新进行的所述第三步的操作向EDEM中传递浆液对土体的作用力，重新进行所述第一步的操作，循环往复。
4.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于，所述第二步导入FLUENT中对网格模型设置浆液的计算参数为：Density(kg/m3)选择constant且参数设置为1760，Viscosity(kg/m-s)选择constant且参数设置为0.06。
5.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于，所述第三步中土体参数的设置为：Poisson’s Ratio(V)0.28，Solids Density(p) 1920kg/m3，Shear Modulus(G)20664e+06 Fa，Work Function 0 eV，Coefficient of Restitution 0.5，Coefficient of Static Friction 0.5，Coefficient of Rolling Friction 0.01。
6.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于：所述第四步中FLUENT中时间步长的设置为：Run Culculation选择Check Case，Time Stepping Method的时间步长设置为0.0002和2000，Max Iteration/Time Step设置为20，Reproting Interval设置为1，Profile Update Interval设置为1。
7.根据权利要求1所述的一种基于EDEM-FLUENT离散元流固耦合建模方法，其特征在于：所述第四步中EDEM中时间步长的设置为：Time Integaration选择Euler，Fixed Time Step设置为14.5803％、4e-05s，Total Time设置为30s，Target Save Interval设置为0.1s，Call Size设置为5 Rmin、15mm。
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