文献类型：会议

作　　者：何业隆 黄灿 闫文辉 吕洪波 毛潭 张少雄

作者单位：[1]北方工业大学机械与材料工程学院机械系 [2]蒙特利尔大学工学院 [3]石家庄铁道大学土木工程学院

基　　金：模拟水合物沉积层运移过程的高精度多相SPH方法研究（青年科学基金项目（12002002））

会议文献：第十三届全国流体力学学术会议摘要集（上）

会议名称：第十三届全国流体力学学术会议

会议日期：20240809

会议地点：中国黑龙江哈尔滨

出版日期：20240800

语　　种：中文

摘　　要：天然气水合物俗称可燃冰,是一种新型的清洁能源,广泛分布于冻土层和海洋沉积层。海洋水合物的开采都不可避免地对含水合物沉积层造成扰动,影响沉积层的力学特性,可能诱发地层下降、边坡滑移等地质灾害。为了便于分析水合物分解时沉积层的力学特性,揭示沉积层失稳机理,本文基于摩尔-库伦强度准则建立了水合物沉积层力学本构模型,同时结合水合物分解动力学模型,建立了考虑传热、渗流、相变、位移的多物理场耦合模型。基于本文发展的数值模型,利用COMSOL自定义方程对水合物分解过程中的沉积层变形特性进行了数值模拟,模拟结果与文献实验结果基本一致,验证了模型的合理性。随后对实际工程中水合物沉积层降温、升压条件下的水合物分解和沉积层变形过程进行模拟,结果表明:沉积层的力学性质随着水合物的分解而改变,分解区域沉积层偏应力下降,孔隙压力上升,有效应力下降;沉积层因水合物分解导致强度下降,承受载荷能力下降,水合物分解区域发生体积收缩现象。

关 键 词：海洋天然气水合物 力学特性 多物理场耦合  水土耦合  COMSOL  

分 类 号：P744.4[海洋科学类;海洋工程类]