供水管道漏损流化区域数值仿真模拟

管网漏损仍然是中国城市供水系统面临的一个重大问题。供水管网漏损后,会发生出射的高速水流令土体颗粒流化自由移动,水流裹挟土颗粒冲蚀外管壁,进一步造成管壁变薄,最终引起管道破坏,造成爆管。本文采用CFD(computational fluid dynamics)模拟手段对土壤内部流化的发展过程和漏孔处的流场速度分布规律进行仿真模拟,研究结果表明流化区域呈现倒圆锥状,初期纵向发展,被水流裹挟的砂颗粒部分向上压实形成土拱,纵向发展至一定高度后,部分砂颗粒堆存于两侧,压实两侧填砂区域,从而向横向发展。该研究初步揭示了漏损引起土体流化的过程与机理,对于供水系统漏损控制,爆管防护具有重要的科学价值。