可变形裂隙多孔介质流-固耦合数值模拟

摘要

裂隙多孔介质(岩石和土体)中的流-固耦合现象在地质工程领域非常重要，比如水库工程、地热工程和核废料储存工程等.基于裂隙介质中有限元网格的生成方法，给出了一种模拟流体通过裂隙多孔介质的新的有限元数值方法.通过对已有的岩体图像数据的处理，岩体的结构信息可以通过更新的图像数据来提取，且可以定义不同材料，结构问的界面边界。rn 以上所有数据信息在剖分时由特定的数据来描述，然后输出进行有限元分析。应用优化网格尺寸控制来确保在裂隙/边界区产生细网格而在没有特殊要求的岩体内产生粗网格。此外，提出了一个新的压力.渗透关系来反映可变形裂隙多孔介质内的应力和渗透性的关系.最后编制有限元程序FEA-PM2D并进行了数值算例来探讨裂隙多孔介质中流体流动和变形的相互作用，表明了所建议算法的适用性和可行性。