基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用

发布时间：2019-05-23 13:24

【摘要】：岩溶陷落柱突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于陷落柱突水过程中流体流态转捩(含水层层流到巷道紊流)的渗流本质,建立了三流场(Darcy层流、Forchheimer流和N-S紊流)耦合非线性渗流模型,并应用于骆驼山煤矿"3·1"底板陷落柱突水数值模拟分析。结果表明:随着突水流体流速不断增大,陷落柱Forchheimer流由黏滞阻力为主,到黏滞阻力和惯性阻力共同作用,最后到惯性阻力为主发生了质的变化,陷落柱突水是流体渗流从渐变到突变的动态过程。进一步表明采用Forchheimer方程描述陷落柱内高速非线性层流,能够较好地反映水流从含水层达西层流到巷道紊流的中间状态,可以定量揭示陷落柱突水三种流态转捩的渗流本质。
[Abstract]:Water inrush from Karst collapse column is one of the major disasters that threaten the safety of coal mine production. Based on the seepage nature of fluid flow pattern transition (water-bearing layer flow to roadway turbulence) in the process of falling column water inrush, the coupling nonlinear seepage model of three-flow field (Darcy laminar flow, Forchheimer flow and N 鈮，

本文编号：2483931