论文分享：模拟流固耦合问题的FDEM-SPH模型-大尺度流体固体相互作用、流体驱动开裂

研究内容

本文介绍了FDEM-SPH模型，该模型结合了FDEM模拟固体变形、断裂和碎裂以及SPH模拟流体流动的优势，通过在流体边界处设置动态边界条件并在固体边界处施加流体力，实现了两种方法的耦合。通过大坝坍塌试验验证了SPH程序的准确性，通过静水压力和浮体试验以及Scott Russell的波浪发生器验证了FDEM-SPH模型的正确性。随后，利用FDEM-SPH模型模拟水力压裂和可变形滑坡涌浪。与现有基于FDEM的水力学模型受限于节理单元和实体单元之间的连接关系不同，FDEM-SPH模型克服了这些限制，能够模拟大规模流固相互作用问题，例如大开度水力压裂、滑坡涌浪、水体入侵等。该模型已经在MultiFracS中实现。

图1流体和固体相互作用示意图

图2 FDEM和SPH耦合计算过程

图4 SPH和FDEM相互作用验证

图5 浮体在水中受力验证FDEM和SPH相互作用。