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倾斜巷道风流中瓦斯分布的数值模拟

发布时间:2016-08-08 06:16

  本文关键词:综放采场流场数学模型及数值计算,由笔耕文化传播整理发布。


《河南理工大学》 2009年

倾斜巷道风流中瓦斯分布的数值模拟

罗娣  

【摘要】: 本文根据计算流体动力学(CFD)理论,运用Fluent软件对倾斜巷道中瓦斯在顶板涌出后的瓦斯分布情况进行数值模拟。模拟过程中采用的紊流模型是标准的k ?ε模型,同时采用控制容积法得到离散化方程,使用SIMPLE算法解算不同情况下巷道风流中的风流流场。 模拟结果表明:在瓦斯从顶板涌出的倾斜巷道中,风速较小的情况下,倾斜巷道下行风流中将出现明显的瓦斯逆流现象;巷道中出现瓦斯逆流情况时,在瓦斯涌出量、巷道倾角不变,风速逐渐增大的情况下,[0]瓦斯逆流的长度将随风速的增大而逐渐减小,而高浓度瓦斯区[0]的瓦斯层厚度将随风速的增加而逐渐的变薄、变短。当风速增大到一定程度时,井下巷道中的瓦斯逆流现象将消失。瓦斯逆流不仅与风速有关,而且与瓦斯涌出量的大小也有一定的关系。上行通风时,巷道倾角越大,顶板瓦斯层的瓦斯浓度越大,瓦斯分层积聚的现象就越明显;下行通风时,倾角越大,顶板瓦斯层的瓦斯浓度越小,瓦斯层在顶板积聚的可能性越小。这主要是由于下行通风时,角度越大,瓦斯与空气混合的能力越强。

【关键词】:
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD712
【目录】:

  • 摘要2-3
  • Abstract3-6
  • 1 绪论6-11
  • 1.1 引言6-7
  • 1.2 国内外的研究现状7-9
  • 1.2.1 国外研究现状7-8
  • 1.2.2 国内研究现状8-9
  • 1.3 本文研究的内容、方法以及意义9-11
  • 1.3.1 本文研究的内容9-10
  • 1.3.2 本文研究的方法和步骤10
  • 1.3.3 本文研究的意义10-11
  • 2 计算流体动力学理论及FLUENT 软件的介绍11-24
  • 2.1 计算流体动力学简介11-12
  • 2.2 巷道风流中瓦斯运移的数学模型12-15
  • 2.2.1 前提假设12
  • 2.2.2 控制微分方程12-15
  • 2.3 划分计算网格15-16
  • 2.4 控制方程的离散16-18
  • 2.5 湍流数值模拟18-21
  • 2.5.1 湍流的数值模拟方法18-19
  • 2.5.2 涡粘模型19-20
  • 2.5.3 壁面函数法20-21
  • 2.6 SIMPLE 算法的介绍21-22
  • 2.7 FLUENT 软件的介绍22-24
  • 3 数值模拟结果与理论结果和实验结果的对比24-31
  • 3.1 数值模拟结果与理论结果的对比24-27
  • 3.2 数值模拟结果与实验结果的对比27-30
  • 3.2.1 物理模型及边界条件27
  • 3.2.2 风速的对比27-29
  • 3.2.3 瓦斯浓度的对比29-30
  • 3.3 本章小结30-31
  • 4 巷道风流中瓦斯分布的数值模拟31-40
  • 4.1 物理模型的建立及边界条件的设置31-32
  • 4.1.1 物理模型的建立31
  • 4.1.2 边界条件的设置31-32
  • 4.2 风流稳定段的确定32-33
  • 4.3 出口边界的确定33-35
  • 4.4 网格的划分35-38
  • 4.5 离散格式的选择38
  • 4.6 壁面粗糙度的处理38
  • 4.7 湍流模型及湍流参数的选定38-40
  • 5 模拟结果及分析40-46
  • 5.1 瓦斯逆流现象的数值模拟40-41
  • 5.1.1 模拟的条件40
  • 5.1.2 瓦斯浓度分布40-41
  • 5.2 瓦斯逆流时风流速度对瓦斯层的影响41-42
  • 5.2.1 模拟的条件41
  • 5.2.2 瓦斯浓度分布41-42
  • 5.3 瓦斯逆流时巷道倾角对瓦斯层的影响42-44
  • 5.3.1 模拟的条件42-43
  • 5.3.2 瓦斯浓度分布43-44
  • 5.4 风流方向对瓦斯浓度的影响44-46
  • 5.4.1 模拟的条件44
  • 5.4.2 瓦斯浓度分布44-46
  • 6 结论与展望46-47
  • 6.1 结论46
  • 6.2 不足与展望46-47
  • 参考文献47-51
  • 附录51-60
  • 附录Ⅰ51-52
  • 附录Ⅱ52-60
  • 致谢60
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    【引证文献】

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    1 董海波;煤矿采场瓦斯分布与分布场重构技术研究[D];中国矿业大学;2012年

    【参考文献】

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    1 傅培舫,王国超,叶汝陵;巷道顶板瓦斯积聚现象的模拟研究[J];煤炭工程师;1994年04期

    2 梁栋,周西华;回采工作面瓦斯运移规律的数值模拟[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1999年04期

    3 王海桥,刘荣华,陈世强;独头巷道受限贴附射流流场特征模拟实验研究[J];中国工程科学;2004年08期

    4 梁栋,吴强;低雷诺数风流中瓦斯上浮机理及其实验研究[J];黑龙江科技学院学报;2001年03期

    5 王海桥;掘进工作面射流通风流场研究[J];煤炭学报;1999年05期

    6 周西华,王继仁,卢国斌,单亚飞,梁栋;回采工作面温度场分布规律的数值模拟[J];煤炭学报;2002年01期

    7 刘荣华,王海桥,施式亮,刘何清;压入式通风掘进工作面粉尘分布规律研究[J];煤炭学报;2002年03期

    8 蒋曙光,张人伟;综放采场流场数学模型及数值计算[J];煤炭学报;1998年03期

    9 梁栋;煤壁瓦斯自然上浮运动机理[J];山东科技大学学报(自然科学版);2000年01期

    10 王恩元,梁栋,柏发松;巷道瓦斯运移机理及运移过程的研究[J];山西矿业学院学报;1996年02期

    【共引文献】

    中国期刊全文数据库 前10条

    1 金光;宋兴旺;王华;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];四川有色金属;2011年01期

    2 赵敬源;邱永亮;;地下建筑热工环境的数值分析研究[J];四川建筑科学研究;2005年06期

    3 许建柳;;复合墙体室内温度响应研究[J];四川建筑科学研究;2010年03期

    4 王晓璐;黄大宇;;节能多孔砖墙体热工性能的数值计算及应用分析[J];四川建筑科学研究;2010年04期

    5 周传辉;吴银光;陈华良;;双层皮玻璃幕墙风口的确定[J];四川建筑科学研究;2011年02期

    6 陈威;张爱国;刘倩;戴青;;含湿多孔介质应用于建筑墙体的制冷性能分析[J];四川建筑科学研究;2011年06期

    7 郭大勇;关勇;贾洪明;张晓光;齐兵;;厚板坯连铸结晶器流场数值模拟[J];鞍钢技术;2006年01期

    8 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究[J];鞍钢技术;1998年06期

    9 鲁嘉华;张志英;;地铁岛式站台火灾环境监测与控制[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年01期

    10 沈玮;禹业挺;邓中;郭厚洋;;基于埋管抽采作用下的采空区瓦斯浓度场分析研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年06期

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    1 王利希;周健;Jimmy Tsang;潘乐燕;;汽车空调风道设计及验收方法[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年

    2 高峰;李玉海;;三种侧送风方式下室内气流组织的数值模拟与分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年

    3 杨海波;林雪华;;不同风速下盲中段独头巷道掘进通风数值研究[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年

    4 栾卫涛;李永安;;空气-空气能量回收装置阻力性能的数值模拟研究[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年

    5 蔡明庆;刘学来;李永安;;直埋供热管道固定墩热桥能耗分析及节能措施[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年

    6 王沣浩;颜亮;冯琛琛;王新轲;;地源热泵岩土热响应测试影响因素分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年

    7 陈爱强;杨昭;尹海蛟;张娜;;长圆柱形果蔬冷激处理过程传热特性分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年

    8 崔帅;吴学红;苟秋平;吕彦力;朱兴旺;;球突翅片的传热与流动特性及等效热阻数值分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年

    9 苟秋平;吴学红;吕彦力;朱兴旺;;半球突开缝翅片的优化设计及性能评价[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年

    10 孟志强;吴学红;张文慧;吕彦力;;环境温湿度对冷藏陈列柜食品影响的三维数值模拟[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年

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    3 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

    4 邓锐;阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

    5 王超;螺旋桨水动力性能、空泡及噪声性能的数值预报研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

    6 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年

    7 顾璇;近地/海运动过程中的空气动力学分析[D];哈尔滨工程大学;2009年

    8 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

    9 张大明;输煤巷道煤尘运移规律及治理技术研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

    10 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年

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    1 王海生;采空区风流分布数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年

    2 何权富;矿井热参数测算方法研究[D];河南理工大学;2010年

    3 王春霞;倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响[D];河南理工大学;2010年

    4 张艳利;局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究[D];河南理工大学;2010年

    5 王发辉;基于FLUENT的干法磁分离机理的数值模拟[D];河南理工大学;2010年

    6 汪国华;近距离上保护层开采卸压范围及临界层间距研究[D];河南理工大学;2010年

    7 徐文;巷道水分蒸发处理及风流温度湿度计算[D];河南理工大学;2010年

    8 侯建军;高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究[D];河南理工大学;2010年

    9 聂文;综掘工作面封闭式除尘系统的研究与应用[D];山东科技大学;2010年

    10 胡海燕;等离子体喷涂射流的数值模拟[D];浙江理工大学;2010年

    【同被引文献】

    中国期刊全文数据库 前10条

    1 李宗翔;孙学强;贾进章;;Y形通风采空区自燃与有害气体排放的数值模拟[J];安全与环境学报;2005年06期

    2 李忠;张德强;张进德;朱玉生;;基于稀疏点的三维模拟插值算法[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年06期

    3 尤淑撑,严泰来;基于人工神经网络面插值的方法研究[J];测绘学报;2000年01期

    4 崔文丽;韩焱;;声学法重建温度场[J];四川兵工学报;2008年06期

    5 李军龙;张剑;张丛;陈全功;;气象要素空间插值方法的比较分析[J];草业科学;2006年08期

    6 陈宝政;蔡德利;;普通Kriging插值算法研究[J];测绘与空间地理信息;2009年03期

    7 孙小平;田丰;邵富群;谢植;;复杂温度场图像重建算法实验研究[J];东北大学学报;2006年03期

    8 包世泰;廖衍旋;胡月明;赵寒冰;;基于Kriging的地形高程插值[J];地理与地理信息科学;2007年03期

    9 李海滨,林忠辉,刘苏峡;Kriging方法在区域土壤水分估值中的应用[J];地理研究;2001年04期

    10 常文渊,戴新刚,陈洪武;地质统计学在气象要素场插值的实例研究[J];地球物理学报;2004年06期

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    1 高欣;新型迭代图像重建算法的理论研究和实现[D];浙江大学;2004年

    2 朱经纬;三维数据场的三维重建与模型的虚拟切割研究[D];华中科技大学;2007年

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    1 刘金金;局部通风倾斜巷道掘进工作面瓦斯分布规律[D];河南理工大学;2011年

    2 徐昆伦;局部通风掘进工作面风流流场和瓦斯分布数值模拟[D];河南理工大学;2007年

    3 黄厚辉;MATLAB平台下基于克立格理论的固体资源储量估算系统的开发与实践[D];成都理工大学;2007年

    4 翟进乾;克里金(kriging)插值方法在煤层分布检测中的应用研究[D];太原理工大学;2008年

    5 张伟;综放面采空区瓦斯渗流规律及其数值模拟研究[D];西安科技大学;2008年

    6 刘爱平;基于地质统计学的固体矿床储量估算的研究与实践[D];成都理工大学;2009年

    7 戚良锋;Y型通风方式下采空区瓦斯流场数值模拟研究[D];安徽理工大学;2009年

    【二级参考文献】

    中国期刊全文数据库 前10条

    1 李恩良,王秉权;井巷紊流传质的数学模型及紊流弥散系数[J];东北工学院学报;1985年03期

    2 梁栋,周西华;回采工作面瓦斯运移规律的数值模拟[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1999年04期

    3 王海桥,施式亮,刘荣华,刘何清,沈洪远,肖红飞;压入式受限贴附射流流场特征及参数计算[J];黑龙江科技学院学报;2001年04期

    4 梅甫定;;综掘工作面三区粉尘不均匀分布规律的探讨[J];通风除尘;1992年02期

    5 赵彬,李先庭,彦启森;入口紊乱参数对室内空气分布的影响研究[J];建筑热能通风空调;2000年01期

    6 王佑安,吴志雄;沼气比空气轻,沼气能“浮上”吗?[J];煤矿安全;1979年06期

    7 张武,屠锡根,王佑安;防治煤矿瓦斯煤尘爆炸事故根本改善煤矿安全状况[J];煤矿安全;1993年06期

    8 王海桥;掘进工作面射流通风流场研究[J];煤炭学报;1999年05期

    9 梁栋,王继仁,王树刚,周西华;巷道风流中瓦斯逆流机理及其实验研究[J];煤炭学报;1998年05期

    10 蒋曙光,王省身;综放采场流场及瓦斯运移三维模型试验[J];中国矿业大学学报;1995年04期

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    1 李宗翔;罗晓东;邵柏库;石振文;刘洪博;;大隆煤矿采空区瓦斯抽放数值模拟与参数确定[J];矿业研究与开发;2006年01期

    2 傅培舫,王国超,叶汝陵;巷道顶板瓦斯积聚现象的模拟研究[J];矿业安全与环保;1994年04期

    3 余业清;钟冬望;;应用有限元法模拟爆破拆除建筑物倒塌过程[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2006年05期

    4 陈奋;;聚驱数值模拟方法在萨北开发区过渡带的应用[J];中国科技财富;2008年12期

    5 刘强;王发展;孙大洪;张顾钟;;离心风机内部流场研究的现状与展望[J];矿山机械;2010年13期

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    7 杨卫宇;张廷汉;张永良;;高能气体压裂径向多裂缝延伸数值模拟方法[J];西安石油大学学报(自然科学版);1993年03期

    8 卢爱红;茅献彪;;湿度应力场的数值模拟[J];岩石力学与工程学报;2002年S2期

    9 史百战;孙东亮;王良璧;;涡强化扁管管片散热器流动与传热的数值模拟[J];化工学报;2006年02期

    10 岩小明;李夕兵;李地元;郭雷;;露天开采地下矿室隔离层安全厚度的确定[J];地下空间与工程学报;2006年04期

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    1 潘峰;宋传学;刘星;;组合式空调机流场温度场数值模拟[A];第十二届全国冷(热)水机组与热泵技术研讨会论文集[C];2005年

    2 陈成军;谢若泽;;内部填充泡沫铝的圆柱壳屈曲数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年

    3 曹先凡;秦延龙;聂冬;孙建伟;孙昭晨;;海底管道冲刷的数值模拟[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年

    4 高嵩;尤云祥;李巍;胡天群;;下倾管-立管严重段塞流数值模拟[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年

    5 武海军;陈利;王江波;张庆明;;反应装甲对射流干扰的数值模拟研究[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年

    6 顾明言;刘旭辉;董红岩;;高炉混合喷吹煤粉与废旧轮胎的数值模拟[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(上)[C];2009年

    7 詹杰民;黎建峰;李志伟;陈琳琳;;某氯消毒的污水处理厂输送排放系统数值模拟方法的研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

    8 吕昶;薛元德;沈碧霞;;RTM工艺不同注射方式的充模过程分析[A];第十二届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1997年

    9 蔡烽;刘启林;缪泉明;;双峰谱海浪的数值模拟技术研究[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年

    10 蔡烽;石爱国;缪泉明;;双峰谱海浪模型及其数值模拟[A];2008船舶安全管理论文集[C];2008年

    中国重要报纸全文数据库 前10条

    1 徐春浩;[N];地质勘查导报;2009年

    2 海涛;[N];科技日报;2005年

    3 魏昆仑;[N];经理日报;2006年

    4 范新立;[N];中国煤炭报;2008年

    5 ;[N];中国煤炭报;2000年

    6 本报记者 尤云;[N];中华合作时报;2009年

    7 记者 文峰;[N];重庆日报;2010年

    8 本报记者 张秀丽;[N];太原日报;2007年

    9 孔军;[N];中国煤炭报;2009年

    10 记者 李学玲 刘耀平 赵鹏璞 王扬; 平顶山“9·8”事故暴露多方面问题[N];中国煤炭报;2009年

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    1 董海波;煤矿采场瓦斯分布与分布场重构技术研究[D];中国矿业大学;2012年

    2 金宏彬;纤维束冲击拉伸的数值模拟[D];东华大学;2005年

    3 于晓东;重型静压推力轴承力学性能及油膜态数值模拟研究[D];东北林业大学;2007年

    4 吴少平;中高层大气中三维重力波非线性传播的数值研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2002年

    5 杨博;汽车外部空气动力噪声研究[D];吉林大学;2008年

    6 吴允柱;汽车超车过程的气动特性研究[D];吉林大学;2008年

    7 刘化勇;超声速引射器的数值模拟方法及其引射特性研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2009年

    8 陆秋琴;地下煤矿瓦斯运移数值模拟及积聚危险性评价研究[D];西安建筑科技大学;2010年

    9 汤冬华;二维光子晶体波导的输入输出耦合特性研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

    10 古新;管壳式换热器数值模拟与斜向流换热器研究[D];郑州大学;2006年

    中国硕士学位论文全文数据库 前10条

    1 王春霞;倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响[D];河南理工大学;2010年

    2 刘仲祥;叶片的弯扭对轴流泵汽蚀抑制的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年

    3 孙秀君;油气分离器数值模拟与分离性能研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

    4 孟金喆;天然气发动机燃烧过程的多维数值模拟研究[D];北京交通大学;2007年

    5 薛治国;大面积钛/钢复合板爆炸焊接过程的有限元模拟与分析[D];西北工业大学;2007年

    6 徐艳;定量配产器结构及特性研究[D];大庆石油学院;2007年

    7 程东梅;船舶居住舱室气流组织数值仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

    8 刘华敏;粘性液滴的形成与沉积扩散的数值模拟[D];北京工业大学;2007年

    9 张潇文;鼻中隔偏曲鼻腔流场数值模拟[D];大连理工大学;2008年

    10 卢权;鳍片管省煤器流动与传热特性数值模拟及结构优化[D];华北电力大学(河北);2008年


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    本文编号:88216

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