DEM-CFD 耦合模型实现裂隙-孔隙介质流固耦合模拟

基于双重介质泥岩流固耦合数学模型，发展 DEM-CFD 耦合计算模型（接口）实现裂隙-孔隙渗流耦合模拟

DEM: 离散元数值模拟软件；CFD: 流固耦合数值模拟软件

前期研究基础

实现 DEM-CFD 耦合计算模型的关键在于建立数据接口，实现两种软件间的数据交换。目前，常用的方法是通过文件交换方式，将 DEM 计算结果转化为 CFD 模拟所需的格式。此外，也有研究采用直接内存交换方式实现数据接口。

模型介绍

本文提出的 DEM-CFD 耦合模型旨在模拟双重介质泥岩的流固耦合行为。模型利用 DEM 软件模拟裂隙渗流，利用 CFD 软件模拟孔隙渗流，并通过数据接口将两种计算结果进行耦合传递。该模型能够实现以下功能：

1. 计算裂隙和孔隙渗流，并进行水力交换;
2. 耦合裂隙和孔隙两种不同介质的应力与渗流;
3. 模拟双重介质泥岩的变形和破坏过程。

优势

与传统单一介质模型相比，该模型能够更准确地模拟双重介质泥岩的流固耦合行为，为工程设计提供更可靠的理论依据。

未来展望

未来，我们将进一步完善该模型，使其能够应用于更复杂的工程问题，例如：

1. 模拟泥岩的长期变形和破坏过程；
2. 研究不同参数对泥岩力学行为的影响；
3. 开发基于该模型的工程设计软件。