Bingham流体冲击挡墙的流、固耦合计算研究

摘要

本文研究溃坝流体和挡墙或坝体冲击引起的流、固耦合问题.采用原参数方法求解不可压流体N-S方程.采用MAC方法模拟撞击引起的大变形流体界面.采用动力有限元求解拉氏坐标下固体的虚功原理.在流、固界面处提出压力和法向速度连续的力学条件进行两者耦合.计算得到了不同时刻流场压力、速度和固体应力、应变(变形)等参数分布.与解耦方法相比,本文通过流场计算可给出固壁处较精确的载荷分布.计算结果表明:不同时刻流体界面演化和应力波传播和指定点的压力时间历程,反映了流体撞击过程的基本特征.本文方法和计算程序可为研究冲击截荷作用下的液、固耦合问题提供初步的基础.