基于SPH算法的CO2相变破岩数值模拟

作者：袁海梁; 刘孝义; 陈少波; 卢玉斌^*; 张万虎; 马飞飞; 鹿存金; 董斌; 刘金泉

来源：工程爆破, 2023, 29(01): 62-68.

DOI：10.19931/j.EB.20210280

• CO2相变爆破
• SPH
• 数值模拟
• 裂纹扩展

为解决液态CO2相变爆破破岩仿真中面临的网格畸变等问题，基于光滑粒子流体动力学分析方法(SPH)建立了高压射流冲击破岩数值仿真模型。并通过开展不同射流速度下的液态CO2相变爆破破岩数值仿真研究，探讨了高压射流作用下裂纹扩展的规律和机理。得出对于强度为24 MPa的煤岩，单孔冲击峰值压力在67.2～90.1 MPa,射流冲击速度在250～280 m/s时爆破破裂效果最佳。然后对比了煤岩、大理岩等不同岩体性质下的爆破破坏特征，进一步证实该方法在液态CO2相变爆破仿真中的有效性，为液态CO2相变破岩仿真提供了一种新思路。同时仿真结果可以为液态CO2相变致裂技术在实际工程中的参数选择提供参考。

• 单位
  福州大学; 中国科学院; 中国科学院福建物质结构研究所