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倾斜厚煤层仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区分域方法及分形特征研究
1
作者
赵鹏翔
王玉龙
+4 位作者
李树刚
林海飞
金士魁
卓日升
双海清
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S02期71-83,共13页
为研究倾斜厚煤层仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区的分域方法及分形特征,以分形理论和灰色理论为基础,采用平面物理相似模拟试验方法,开展了仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区裂隙演化规律研究,得到了覆岩瓦斯缓渗区的动态扩展规律,进而构建...
为研究倾斜厚煤层仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区的分域方法及分形特征,以分形理论和灰色理论为基础,采用平面物理相似模拟试验方法,开展了仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区裂隙演化规律研究,得到了覆岩瓦斯缓渗区的动态扩展规律,进而构建了覆岩瓦斯缓渗区精细分域方法,并采用灰色关联分析方法对覆岩瓦斯缓渗区沿横向(工作面推进方向)和纵向(垂直于煤层底板向上方向)分形维数与离层量、破断裂隙密度及应力集中系数之间的最大关联度分别进行确定。研究结果表明:覆岩瓦斯缓渗区在第一次周期来压后初步形成,其后每次周期来压时,覆岩瓦斯缓渗区两侧的垮落角均不断减小而宽度和高度均不断增大。具体表现为从缓渗区初次形成至缓渗区充分发育期间,缓渗区开切眼侧和工作面侧的垮落角分别从68.3°和76.2°减小到44.7°和53.5°;而缓渗区的宽度和高度分别从16.3 m和19.2 m增大到52.1 m和38.4 m。根据建立的覆岩瓦斯缓渗区分域准则及流程,结合灰色关联分析方法,得到覆岩瓦斯缓渗区沿横向和纵向分形维数变化均与离层量变化相关性最强(r_(1)=0.93,r_(1)^(*)=0.91),并通过试验验证了理论计算的准确性。因此,在后期确定卸压瓦斯抽采钻孔(巷道)终孔(巷)时,可通过现场观测离层量对覆岩瓦斯缓渗区边界进行判断,研究结果对采空区卸压瓦斯精准高效抽采具有一定的指导意义。
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关键词
倾斜厚煤层
仰斜综采工作面
覆岩瓦斯缓渗区
分域方法
分
形特征
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职称材料
细长旋转杆管柱与采出液耦合振动与碰撞数值方法研究
2
作者
岳欠杯
王笑笑
+2 位作者
王岗
李辉
徐燕璐
《振动工程学报》
北大核心
2025年第2期249-259,共11页
针对浸没在流体中细长杆管柱间相互接触问题,基于嵌套网格技术,建立了细长旋转杆管柱与采出液耦合振动和碰撞的数值求解方法。将外环空流体域分为相互嵌套的子区域:背景网格和组件网格,推导了各嵌套区域流场边界传递信息的插值计算公式...
针对浸没在流体中细长杆管柱间相互接触问题,基于嵌套网格技术,建立了细长旋转杆管柱与采出液耦合振动和碰撞的数值求解方法。将外环空流体域分为相互嵌套的子区域:背景网格和组件网格,推导了各嵌套区域流场边界传递信息的插值计算公式,采用分域方法对采出液流体域与杆柱固体域耦合进行求解,并建立了物理量传递方法和归一化收敛准则。搭建了垂直旋转杆柱与采出液耦合模拟实验装置,并将数值模拟结果和实验结果进行比较,验证了本文数值方法的正确性。研究了不同流体黏度、杆柱旋转速度条件下细长杆管柱间耦合振动与碰撞特性,结果表明:流体黏度越大,杆柱运动受流体黏性阻力的影响越明显,碰撞时的接触压力越小,振动越小;杆柱转速越大,振动越剧烈,杆柱受扭转变形的影响越明显,碰撞时的法向加速度越小,接触压力因此减小;当管柱间发生碰撞时,杆柱任意一点加速度发生突变,振动加剧。
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关键词
流固耦合振动
旋转杆柱
振动与碰撞
嵌套网格
分域方法
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职称材料
Laplace方程分域展开方法
3
作者
陈德智
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2006年第5期452-455,共4页
针对电磁场分析中有限元法适应能力强,但计算量大,效率低,而解析法计算量小,但适用范围窄的各自优缺点,将有限元方法与解析方法相结合,提出了一种分域展开的半解析方法用以求解工程电磁场问题。依据龙格定理,把复杂的求解场域分割为若...
针对电磁场分析中有限元法适应能力强,但计算量大,效率低,而解析法计算量小,但适用范围窄的各自优缺点,将有限元方法与解析方法相结合,提出了一种分域展开的半解析方法用以求解工程电磁场问题。依据龙格定理,把复杂的求解场域分割为若干形状简单的子域,在每个子域内利用本征函数构造半解析展开式逼近方程的解,然后通过子域拼接得到整个场域的解。展开式系数用配点法确定。由于采用解析展开式,逼近效率高,减少了未知数个数;同时由于是局域逼近,具有解函数形式简单,计算量小,矩阵是稀疏的,条件数小,易于求解,实施方便等优点。以二维La-place问题为研究对象,数值算例验证了方法的有效性,表明该方法花费时间短,计算精确度高。
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关键词
电磁场
半解析
方法
LAPLACE方程
分
域
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方法
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职称材料
题名
倾斜厚煤层仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区分域方法及分形特征研究
1
作者
赵鹏翔
王玉龙
李树刚
林海飞
金士魁
卓日升
双海清
机构
西安科技大学安全科学与工程学院
西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点试验室
煤炭行业西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心
新疆煤及煤层气工程技术研究中心
新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第S02期71-83,共13页
基金
国家自然科学基金面上基金资助项目(51974237)
陕西省青年科技新星资助项目(2020KJXX-004)
新疆自然科学基金青年基金资助项目(2019D01B42)
文摘
为研究倾斜厚煤层仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区的分域方法及分形特征,以分形理论和灰色理论为基础,采用平面物理相似模拟试验方法,开展了仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区裂隙演化规律研究,得到了覆岩瓦斯缓渗区的动态扩展规律,进而构建了覆岩瓦斯缓渗区精细分域方法,并采用灰色关联分析方法对覆岩瓦斯缓渗区沿横向(工作面推进方向)和纵向(垂直于煤层底板向上方向)分形维数与离层量、破断裂隙密度及应力集中系数之间的最大关联度分别进行确定。研究结果表明:覆岩瓦斯缓渗区在第一次周期来压后初步形成,其后每次周期来压时,覆岩瓦斯缓渗区两侧的垮落角均不断减小而宽度和高度均不断增大。具体表现为从缓渗区初次形成至缓渗区充分发育期间,缓渗区开切眼侧和工作面侧的垮落角分别从68.3°和76.2°减小到44.7°和53.5°;而缓渗区的宽度和高度分别从16.3 m和19.2 m增大到52.1 m和38.4 m。根据建立的覆岩瓦斯缓渗区分域准则及流程,结合灰色关联分析方法,得到覆岩瓦斯缓渗区沿横向和纵向分形维数变化均与离层量变化相关性最强(r_(1)=0.93,r_(1)^(*)=0.91),并通过试验验证了理论计算的准确性。因此,在后期确定卸压瓦斯抽采钻孔(巷道)终孔(巷)时,可通过现场观测离层量对覆岩瓦斯缓渗区边界进行判断,研究结果对采空区卸压瓦斯精准高效抽采具有一定的指导意义。
关键词
倾斜厚煤层
仰斜综采工作面
覆岩瓦斯缓渗区
分域方法
分
形特征
Keywords
inclined thick coal seam
up-dip fully mechanized face
overburden gas slow permeability zone
division method
fractal characteristics
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
细长旋转杆管柱与采出液耦合振动与碰撞数值方法研究
2
作者
岳欠杯
王笑笑
王岗
李辉
徐燕璐
机构
东北石油大学机械科学与工程学院
出处
《振动工程学报》
北大核心
2025年第2期249-259,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52374034,11972114)
黑龙江省自然科学基金资助项目(LH2022E018)。
文摘
针对浸没在流体中细长杆管柱间相互接触问题,基于嵌套网格技术,建立了细长旋转杆管柱与采出液耦合振动和碰撞的数值求解方法。将外环空流体域分为相互嵌套的子区域:背景网格和组件网格,推导了各嵌套区域流场边界传递信息的插值计算公式,采用分域方法对采出液流体域与杆柱固体域耦合进行求解,并建立了物理量传递方法和归一化收敛准则。搭建了垂直旋转杆柱与采出液耦合模拟实验装置,并将数值模拟结果和实验结果进行比较,验证了本文数值方法的正确性。研究了不同流体黏度、杆柱旋转速度条件下细长杆管柱间耦合振动与碰撞特性,结果表明:流体黏度越大,杆柱运动受流体黏性阻力的影响越明显,碰撞时的接触压力越小,振动越小;杆柱转速越大,振动越剧烈,杆柱受扭转变形的影响越明显,碰撞时的法向加速度越小,接触压力因此减小;当管柱间发生碰撞时,杆柱任意一点加速度发生突变,振动加剧。
关键词
流固耦合振动
旋转杆柱
振动与碰撞
嵌套网格
分域方法
Keywords
fluid-structure coupling vibration
rotational rod and tube
vibration and collision
overset mesh
subdomain method
分类号
O351.4 [理学—流体力学]
TE921.2 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
Laplace方程分域展开方法
3
作者
陈德智
机构
华中科技大学电气与电子工程学院
出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2006年第5期452-455,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(90405004)
文摘
针对电磁场分析中有限元法适应能力强,但计算量大,效率低,而解析法计算量小,但适用范围窄的各自优缺点,将有限元方法与解析方法相结合,提出了一种分域展开的半解析方法用以求解工程电磁场问题。依据龙格定理,把复杂的求解场域分割为若干形状简单的子域,在每个子域内利用本征函数构造半解析展开式逼近方程的解,然后通过子域拼接得到整个场域的解。展开式系数用配点法确定。由于采用解析展开式,逼近效率高,减少了未知数个数;同时由于是局域逼近,具有解函数形式简单,计算量小,矩阵是稀疏的,条件数小,易于求解,实施方便等优点。以二维La-place问题为研究对象,数值算例验证了方法的有效性,表明该方法花费时间短,计算精确度高。
关键词
电磁场
半解析
方法
LAPLACE方程
分
域
展开
方法
Keywords
electromagnetic field
semi-analytical method
Laplace equation
sub-region expansion method
分类号
TM35 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
倾斜厚煤层仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区分域方法及分形特征研究
赵鹏翔
王玉龙
李树刚
林海飞
金士魁
卓日升
双海清
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
细长旋转杆管柱与采出液耦合振动与碰撞数值方法研究
岳欠杯
王笑笑
王岗
李辉
徐燕璐
《振动工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
Laplace方程分域展开方法
陈德智
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2006
0
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职称材料
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