基于CFD-DEM耦合的土壤渗透性数值分析

来源：江苏农业科学杂志2020年第第16期北京时间：

作者：李云川; 赵崤隆; 石平平; 李靖; 南轩;王静

单位：1.云南农业大学资源与环境学院，云南昆明 650000；2.云南农业大学云南省高校城乡水安全与节水减排重点实验室，云南昆明 650000；3.云南农业大学水利学院，云南昆明 650000

摘要：基于计算流体动力学与离散元(CFD-DEM)耦合的数值模拟方法，结合土壤入渗试验，进行土壤渗透系数随土层深度变化的研究。试验结果表明，随着入渗过程的持续，3、6、9 cm土柱渗透系数分别由0.008 0、0.011 0、0007 5 mm/s逐渐降低。在液固耦合模型中，通过计算流体动力学(CFD)设置流体相参数，离散元(DEM)模拟土壤颗粒固体相，得出渗流速率与土层深度的定量变化关系式为y=ax2+bx+c(y为渗流速率；x为土层深度；a为常数，等于 -0.078 86；b为常数，等于-0.008 67；c为常数，等于0.092 96)。通过方差分析对模型拟合的回归性方程进行验证，得到相关系数R2=0.950 3，校正决定系数R2adj=0.999 77，都接近于1，表明拟合性好。

关键词：土壤渗透系数;数值分析;液固耦合;CFD;DEM;数值模拟