国家自然科学基金(50804021)
- 作品数：17 被引量：78H指数：6
- 相关作者：张树光杨伟徐义洪杨秋实郭东升更多>>
- 相关机构：辽宁工程技术大学武汉工业学院辽宁石油化工大学更多>>
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- 相关领域：建筑科学理学动力工程及工程热物理矿业工程更多>>
- 裂隙岩体流-热耦合传热的三维数值模拟分析被引量：19
- 2011年
- 通过对潘西煤矿水文地质条件的分析,基于裂隙岩体的流-热耦合数学模型,描述了裂隙岩体渗流场分布和水流及岩体的温度场分布,并结合边界条件及计算参数对裂隙岩体的流-热耦合传热进行了数值模拟和分析。数值模拟结果表明,岩体内裂隙水流所引发的热量迁移,对裂隙岩体的温度场分布有重要影响。断裂带及地下水流的存在改变了岩体的原有温度场分布。在渗流初期,温度梯度矢量沿渗流方向向两侧岩体方向流动,由于两侧岩体的渗透性系数低于断裂带处的渗透性系数,右侧等温线及温度梯度矢量方向逐渐向渗流方向移动,改变了两侧岩体的温度场分布。通过对断裂带内裂隙水流渗透性系数的折减,分析渗透性系数发生变化时对岩体温度场分布的影响,渗透性系数越大,伴随的热量迁移增大,对岩体的温度场分布的影响也越大。
- 张树光李志建徐义洪张传成
- 关键词：裂隙岩体数学模型数值模拟
- 深部岩体传热机理的研究现状与进展被引量：1
- 2011年
- 基于国内外深部工程普遍面临的高温状况,探讨了深部高温的形成机制与影响因素。围绕岩体导热性质研究、水热耦合迁移问题和工程环境对传热的影响三个方面阐述了深部岩体传热机理的研究现状,目前的研究成果主要体现在建立了深部工程的热交换理论体系、矿山地热学的理论体系和地下工程制冷降温系统的热力学基础。在总结分析的基础上,确立了深部岩体流固耦合传热问题的研究思路:开展深部工程区域的的渗流场监测和开展岩体的流固耦合传热实验和建立岩体在应力-渗流-温度耦合条件下的传热模型,揭示深部岩体的传热机理。
- 张树光张传
- 关键词：深部工程传热机理
- 多孔介质方腔内自然对流影响因素数值模拟被引量：2
- 2014年
- 为研究封闭方腔内饱和多孔介质自然对流传热,采用控制体积法,运用多孔介质局部热平衡假设,整体求解方腔内的温度场和流场,根据计算结果着重分析瑞利数Ra和达西数Da对多孔介质方腔内自然对流换热特性的影响.计算结果表明:当Ra取定值,壁面平均努塞尔数Nu随Da数的增加而增大;当Da数取定值,壁面平均努塞尔数Nu随Ra的增加而增大;随着达西数Da数的增加,临界瑞利数Ra逐渐减小.
- 杨伟徐珊珊吕亚飞张树光
- 关键词：多孔介质自然对流方腔
- 沉降分布孔隙率多孔介质模型及数值研究
- 2014年
- 研究沉降分布孔隙率多孔介质流动和传热,根据"O"形圈理论和现场测定确定孔隙率系数,建立坐标方向孔隙率分布函数;考虑流体密度变化,并引入Brinkman-Forchheimer的扩展Darcy模型,能量方程采用界面连续条件,建立沉降分布孔隙率多孔介质流动和传热求解模型.采用差分法对模型进行离散化,应用高斯–赛德尔方法迭代求解.数值分析表明:沉降分布孔隙率条件下多孔介质内流体流动速度在壁面附近较大,中心部位较小,壁面附近孔隙率的增大使得低流速区域减小,较高流速区域增大;当孔隙率小值时,温度按线性减小;当孔隙率大值时,温度在高低温壁面附近迅速减小,在中部减小较缓,热量按导热和对流共同传递;孔隙率增大能使平均怒谢尔数增大,对流换热作用增强.
- 杨伟薛思瀚刘秦见张树光
- 关键词：多孔介质
- 裂隙岩体流热耦合的三维有限元模型被引量：11
- 2011年
- 利用传热学和渗流理论,建立了深部裂隙地层流热耦合传热的三维数学模型。采用渗流和导热微分方程描述了裂隙岩体渗流场分布和水流及岩体的温度场分布,结合边界条件及计算参数对裂隙岩体的流固耦合传热进行了数值模拟。数值模拟结果表明:岩体内裂隙水流所引发的热质迁移,对裂隙岩体的温度场分布有重要影响。断裂带及地下水流的存在改变了岩体的原有温度场分布。模型揭示了岩体与裂隙水流之间发生的对流换热现象,模拟了岩体内的温度场分布,实现了由点向场的转变。模拟结果与实际情况相吻合,表明采用该方法研究裂隙岩体的流固耦合传热是可行的。
- 张树光徐义洪
- 关键词：传热学深部岩体渗流场耦合传热
- 粉煤灰传热的影响研究被引量：4
- 2013年
- 近年来国内外竞相开展利用粉煤灰等制各保温材料的研发工作，以粉煤灰传热为研究对象，对粉煤灰内的流场、温度场、高温壁面平均努谢尔数Nu进行研究；采用整场求解法方法进行数值求解，对网格的独立性和计算过程进行了验证；得到了粉煤灰传热一些基本数据，分析了粉煤灰温度场和流场随瑞利数Rα的变化规律。研究结果表明：随着Rα增加，开始流线均匀分布为一个顺时针大窝，逐渐变化为流线集中分布在流场外侧，而在中央基本上保持静止状态；当Rα很小时，无量纲等值线近似于平行高低温壁面的垂直线，随着Rα数逐渐增大，对应的温度等值线近似呈高温至低温的线性变化趋势；Rα小于10^5时，高温壁面Nu基本为2．37～3-31的定值；高温壁面底部努谢尔数Nu数大，最大值为30．8，上部Nu数小，最小值为1．19。
- 杨伟薛思瀚张树光
- 关键词：粉煤灰传热数值模拟
- 裂隙岩体渗流耦合传热分析被引量：16
- 2012年
- 以地下裂隙岩体在裂隙水—孔隙水和温度场之间耦合作用为研究对象,对热和流体流动控制方程采用有限容积数值方法进行离散求解,设置了六种裂隙水—孔隙水流速方案,给出了部分无量纲温度场,并分析了传热与流动原因。分析结果表明:岩体内裂隙水—孔隙水引发的热质迁移对裂隙岩体的温度场分布有重要影响;当裂隙岩体内发生地下裂隙水—孔隙水渗流、及热量的转移时,会产生渗流场、温度场之间的耦合作用;裂隙内水流渗透速度是影响岩体温度的主要因素,孔隙内水流渗透速度是影响岩体温度的次要因素,温差主要发生在裂隙水边界层处。
- 杨伟杨秋实杜宝张树光
- 关键词：裂隙岩体渗流场温度场
- 线性高温壁面多孔介质传热研究被引量：3
- 2013年
- 以多孔介质为研究对象,采用整场求解法分析了多孔介质温度场和流场随Ra数的变化。研究结果表明:随着Ra增加,由开始流线均匀分布为一个顺时针大窝,逐渐变化为一个顺时针大窝,一个逆时针小窝;流线出现分叉现象;流线分布在两个窝中间和外侧,即流场在小窝中间剧烈流动而在大窝中央基本上保持静止状态;当Rα很小时,热的传输主要依靠传导作用,随着Rα数逐渐增大,对流作用成为热传输的主要动力;当Rα数小于10~5时,高温壁面Nu数基本在-110^-17间变化,最大值发生在底部,最大值为17,最小值发生在上部,最小值为-110。
- 杨伟吕亚飞薛思瀚张树光
- 关键词：多孔介质传热数值模拟
- 不同接触面厚度煤岩体三维建模与传热被引量：1
- 2015年
- 为揭示不同接触面厚度煤岩体内热量传递情况,采用理论分析和数值计算方法,推导了多孔介质内连续性方程、动量方程和能量方程新的表达形式,分析了接触面厚度不同对煤岩体传热影响.计算结果表明:接触面厚度为2 mm和5 mm的煤岩体高温壁面下部导热作用最强;接触面厚度为3 mm和4 mm的煤岩体低温壁面上部导热作用最强;接触面厚度为2 mm和5 mm的煤岩体高温壁面中下部自然对流强;煤岩体壁面附近自然对流强,中央区域自然对流弱;煤岩体高低温壁面附近导热占主导;接触面厚度为2 mm和5 mm煤岩体热量传递情况相同,3mm和4mm煤岩体热量传递情况相同.
- 杨伟张美琳郭东升曹明张树光
- 关键词：煤矿安全数值模拟煤岩体自然对流
- 冻结土壤、水-水平换热管耦合传热分析被引量：1
- 2012年
- 以冻结土壤、水-水平换热管之间耦合传热作用为研究对象,对冻结条件下非饱和土壤连续性方程和热量迁移方程,采用有限容积数值方法进行离散求解,给出了部分温度场、冻结率分布图,并分析了耦合传热原因。分析结果表明:冻结土壤温度场是大致与地表平行的水平线,固液相变区高峰值发生在有回水管的上部,低值发生在无水平换热管的地方,水平换热管使冻结锋面向地表方向偏移,水平换热管进回水位置布置方式不同影响冻结土壤相变区域的大小与位置,回水管在单侧和中间布置是较优的布置方式。
- 杨伟薛思浩杨秋实康凯张树光
- 关键词：温度场
