模拟刚塑性颗粒材料的两相流体体积方法

以大变形为特征的颗粒流动问题在海岸与岩土工程等多种应用中十分普遍。本文涉及将扩展 Drucker-Prager 屈服准则的刚塑性两相模型应用于有限元体积流求解器（FV），以模拟颗粒介质。该模型结合 Bingham 流体与 Euler 应变测度，用于评估颗粒坝滑坡的破坏区域。采用整体体积流体（VoF）方法区分空气相与颗粒相，二者均由不可压缩 Navier-Stokes 方程控制。该数值框架能够对大规模应用中的大位移与任意形状进行建模。所展示的验证与确认侧重于具有不同休止角的非黏性与黏性材料的刚塑性材料模型。结果表明，预测的土壤表面与应变结果与实验及数值数据吻合良好。