在ABAQUS中使用多孔介质模型
引言
ABAQUS软件可以进行渗流/应力耦合分析，上一篇博文也提到过，ABAQUS里很多的本构模型可以与多孔介质一起结合使用，这意味着可以对那些本构模型描述的材料或对象进行渗流/应力耦合分析。ABAQUS使用孔压单元进行渗流/应力耦合分析，该孔压单元包含了位移和孔隙压力这两个基本自由度。结合孔压单元，设置材料的多孔介质属性（主要为渗透系数和初始孔隙比），就可以对现实对象的多孔介质属性进行建模。ABAQUS进行渗流/应力耦合分析的基本理论是Darcy定律和有效应力原理。
ABAQUS多孔介质属性设置
渗透系数设置
假设你已经给一种材料添加了弹性、塑性等力学行为，那么打开材料编辑对话框，按这样的步骤设置渗透系数：Other–>Por Fluid–>Permeability，弹出一下对话框，并添加了一个Permeability的材料行为。需要输入渗透系数和液体比重。如果你的分析中，材料发生很大的变形（孔隙比变化），导致渗透系数发生较大变化。那么渗透系数是随孔隙比变化的。ABAQUS是用渗透系数随孔隙比的变化曲线来描述这样的情形，这时需要输入很多行数据。如果渗透系数变化不大（或者假设不变）输入一行数据就可以了。随后还要记得输入液体的比重。如下图所示
设置孔压单元
在mesh模块中给部件设置Pore Fluid/Stress单元，如图3所示。其他阶次、积分方法等参数根据你自己的需要设置。
图4 设置初始孔隙比
小结
在ABAQUS中使用多孔介质主要进行这几项设置：添加渗透系数，分析步设置为soil，设置孔压单元，设置初始孔隙比。其他的一些细节和辅助参数设置这里就不累赘了，具体参考ABAQUS用户手册或相关教材。多孔介质渗流在器官组织的液体流动、底下水渗流、植物组织液体输送、环境污染物扩散、植物压榨提汁等等的现象中都会涉及到渗流。ABAQUS中不提供单独的孔压单元，若不考虑材料的变形，仍使用Pore Fluid/Stress单元，只是把把材料的位移自由度约束（或者添加刚体约束）。如果材料发生较大变形，应力变化影响了材料的水力传导特性，那么就要考虑渗流/应力耦合分析，才能获得更准确的结果。
来源：Galaxy_Robot
声明：本站部分文章及图片转载于互联网，内容版权归原作者所有，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！