[发明专利]基于数值模拟的重力流滑塌体沉积模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于数值模拟的重力流滑塌体沉积模拟方法，该方法通过Navier‑Stocks方程和动量定理计算得到开始发生滑塌时的砂泥层的坡度，以及刚开始发生滑动时砂的速度、粘度，在此刻滑塌体只具有重力势能，在发生滑塌过程中，原始的重力势能减小，从而转变成了动能和内能，滑塌岩在水下通过k‑ε模型进行搬运和沉积，最终形成滑塌体。沉积物的重力势能逐渐减小直至为0，水下流动速度减慢，即动能减小，存在浮力，重力势能和动能最终会转化成内能。本发明模拟空间可调控，成本低，耗时短，模拟过程中人为干扰因素小，可以对不同的沉积环境进行模拟分析可建立基于定量化参数的数学模型，使之更加符合实际的地质过程，满足地质工作者的需求。

主权项

一种基于数值模拟的重力流滑塌体沉积模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：1)建立初始底形：a.针对研究区采集岩样、收集岩心资料，对岩样粒度进行分析，得到沉积组分砂泥岩密度和厚度的数据；b.根据沉积环境和沉积组分砂泥岩密度和厚度的数据确定研究区的地貌底形、坡度的变化、地形高度的变化资料、以及构造地质特征相关的流量、流速、动能、黏度的沉积动力控制因素，在此基础上得到初始底形；2)从沉积滑塌体的沉积动力学特征出发，开展沉积学调查研究，确定滑塌形成的初始条件；3)搬运和沉积模式的确定：a.陆上沉积：通过沉积物在斜坡上流动过程中动量的变化来判断滑塌体的流动变化情况，计算沉积物质量，得到陆上颗粒的搬运和沉积模式；b.水下沉积：对于水下沉积物的搬运与沉积进行方程模拟，得到水下颗粒的搬运和沉积模式；4)床底高程变化的确定：a.针对陆上沉积，根据沉积物的沉积质量，运用沉积组分砂泥岩密度公式计算沉积物的体积；b.针对水下沉积，运用沉积物浓度乘以对应的下降速度来计算沉积物的量；c.根据沉积物的体积和沉积物的量计算沉积物的沉积厚度，将沉积厚度叠加到初始底形上，作为下一时刻的沉积底形；5)：重复上述步骤2)至步骤4)，直至模拟结束实现对研究区的定量表征。