離散元素-流體動力耦合模擬方法之發展與應用

計畫名稱:離散元素-流體動力耦合模擬方法之發展與應用

所屬單位:土木系

研究團隊:電腦輔助工程研究室

計畫主持人:謝尚賢

研究人員:張慰慈

資源需求:Unix, self developed C/C++ program parallelized using MPI library

使用期間:2005/10~

研究主題:
離散元素-流體動力耦合模擬方法之發展與應用

研究內容概述:
自充填混凝土(Self-Compacting Concrete, 簡稱SCC)為目前最重要的營建工程材料之一,如何設計出具有良好工作性(workability)的自充填混凝土為近來研究之焦點。但由於混凝土的非均質性,長時間且大量的試驗常耗費極高的人力、物力及時間成本,若能建立適當的力學模型,佐以數值分析來預估試驗結果,則不僅能節省工程的成本與時間,也能增進吾人對材料性質的瞭解。 欲以離散元素法(Discrete Element Method,簡稱DEM)模擬自充填混凝土之流動行為時,需找出離散元素法虛擬顆粒與自充填混凝土物理性質間的對應關係,才能正確描述其性質。本研究團隊透過物理性質之推演與力學模型之建立,佐以適當之實驗數據來回歸出自充填混凝土流動試驗之三維離散元素法參數,藉此建立模擬自充填混凝土工作性之數值模型,以利對自充填混凝土行為之瞭解與數值預測。 本研究小組過去已自行開發具備高度可擴充性之物件導向離散元素模擬軟體KNIGHT&ANNE/IRIS,可處理各種形狀之元素及複雜之各類力學交互作用機制,並依此軟體對於自充填混凝土(Self-Compacting Concrete,簡稱SCC)之數值模擬進行有系統的研發與驗證。目前擬針對既有之軟體進行擴充與改良,與流體動力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)理論進行耦合,以提升模擬之效率及精度。

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