静水抛沙.ppt

静 水 抛 沙 ——双流体模型（Euler）的应用 一 工程背景 清淤航道、建造人工岛时，常常会采用底开式驳船将挖出的泥沙抛投在指定海域。出于经济和生态上的考虑，我们需要正确预测出抛沙后泥沙在海底的沉积以及在海水中的扩散情况。 二 问题认识 水体中的泥沙运动显然属于固液二相流问题。对于密集成群的泥沙，其在水体中的运动表现出很强的整体特性，这些特性又绝非单颗粒情形的简单叠加。在整体上，它更应该被看作是一种在流场中局部连续的介质，是与流体相相互渗透、相互作用的拟流体。因此，采用双流体模型来研究密相固液二相流是最合适的。 三 数学模型建立 先对每一项建立起瞬时、局部的守恒方程和相界面的间断关系。 然后将守恒方程与相界面间断关系，通过相方程相乘。 最后采用某种平均（如：时间平均、空间平均、时间/空间平均）的方法，得到二相流的守恒方程。 1．基本方程 2．方程的封闭 ① 对于相间的质量传递 由于泥沙与水体之间并无相变，所以相间的质量传递为零，即  转入Gambit和Fluent，进行具体的建模和运算 * * ② 对于相间作用力 是由两相间的速度差引起的，Fluent里用如下形式写出 对于我们来说，就是如何选择合适的相间动量交换系数 ③ 对于应力应变张量 至今，理论上只能做到定性的分析 。这里根据经验公式，引入本构关系 ④ 对于各种其他的力 Basset力只有在加速运动的初期，才是重要的 Magnus力适用于颗粒具有很强旋转的情况 Saffman力只有在流场的速度梯度很大，以至于在粒径大小的尺度内速度就有显著变化，且Reynolds数较大时才起作用。 只考虑虚质量力的影响： PS：对各个力作量级上的比较是很有用。 若颗粒密度远大于流体密度，附加质 量力远小于惯性力。 ⑤ 固体相粘度的确定 既然是把泥沙（固体相）作为拟流体来处理，那么在固体相的方程里必然会涉及到粘度的确定。一般认为，固体相的粘度是由三部分组成的，分别是碰撞粘度、动力粘度和摩擦粘度。这些都在Fluent里的Granular面板中设定。 *