一条城市街道的塌陷揭示了一座19世纪砖砌污水总管灾难性的失效。调查确定，一个巨大的油脂块（fatberg），即油脂和废弃物的堆积物，改变了水力流动状态。这种变化产生了回流区，其中侵蚀性化学化合物攻击了原有的石灰砂浆，加速了其侵蚀，最终导致管道结构破裂。
通过LiDAR SLAM和CFD重建失效过程 🛠️
使用配备SLAM技术的移动LiDAR扫描仪，并在GeoSLAM Hub中处理，获得了塌陷污水总管内部的毫米级点云。在CloudCompare中，对侵蚀表面进行了分割，并量化了接缝砂浆的材料损失。利用这些几何数据，将模型导入Autodesk CFD，模拟塌陷前的流动。模拟显示，油脂块起到了水坝的作用，减小了有效截面并增加了流体速度，从而将生物硫化氢的化学侵蚀集中在下部接缝处，这些地方的砂浆厚度损失高达40%。
基础设施材料疲劳模拟的教训 🧱
这个案例表明，材料疲劳不仅取决于循环机械载荷，还取决于由流动变化引起的局部化学降解。为稳定水力状态设计的原始砂浆，在暴露于集中的腐蚀性环境时失效了。现代替代方案，如使用玄武岩骨料和环氧树脂的砂浆，具有更高的耐腐蚀性，但其应用必须通过CFD模型进行验证，以预测侵蚀性物质积累的关键区域。
对于模拟历史砖砌污水总管中油脂块的水力压力与砂浆化学降解的联合效应，你们推荐使用哪种有限元模拟方法？
(附注：材料疲劳就像你模拟10小时后的状态一样。)