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裂隙岩体渗流-传热耦合的复合单元模型
被引量：
13
1
作者
薛娈鸾
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期263-268,278,共7页
基于复合单元法建立了裂隙岩体渗流-传热耦合的复合单元模型。该模型前处理简便快捷,网格剖分不受限制,可依据裂隙的真实信息自动将其离散在单元内。其次,采用交叉迭代算法,对裂隙岩体的渗流场和温度场进行耦合分析,耦合算法不仅考虑了...
基于复合单元法建立了裂隙岩体渗流-传热耦合的复合单元模型。该模型前处理简便快捷,网格剖分不受限制,可依据裂隙的真实信息自动将其离散在单元内。其次,采用交叉迭代算法,对裂隙岩体的渗流场和温度场进行耦合分析,耦合算法不仅考虑了温度对流体运动黏度的影响,而且可计算裂隙中流体与相邻岩块间渗流-传热过程以及两者间的渗流量和热量交换。通过与已有近似解析解相比较,验证了复合单元耦合算法的可靠性。算例分析表明,渗流-传热耦合作用对裂隙岩体的渗流场和温度场均有一定的影响。分析了不同岩块热传导系数和裂隙开度对热能提取效率的影响,结果显示,岩块热传导系数越大、裂隙开度越大,低温流体从高温岩块中吸取的热能会较多,出口处流体温度下降得较快。
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关键词
岩体
裂隙
渗流-传热
耦合
复合单元法
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职称材料
填砂裂隙岩体渗流传热模型试验与数值模拟
被引量：
12
2
作者
路威
项彦勇
唐超
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第11期3448-3454,共7页
选取中国高放射核废物地下处置库重要预选场区——甘肃北山地区的花岗岩,加工组合成规则裂隙岩体,将垂直裂隙用粒径为0.5～0.63 mm的砂土填充,进行了裂隙水渗流传热试验;对模型试验进行了数值模拟,进而计算分析了热源温度、裂隙水流速...
选取中国高放射核废物地下处置库重要预选场区——甘肃北山地区的花岗岩,加工组合成规则裂隙岩体,将垂直裂隙用粒径为0.5～0.63 mm的砂土填充,进行了裂隙水渗流传热试验;对模型试验进行了数值模拟,进而计算分析了热源温度、裂隙水流速和裂隙开度变化对裂隙岩体模型稳态温度场的影响。模型试验表明,当热源温度维持在120℃时,裂隙水仍无相变,裂隙岩体模型稳态温度场分布规律与热源温度为95℃时一致;热源温度越高,热源的水平影响距离越大,模型达到稳态需要的时间越长;裂隙填砂加强了裂隙两侧岩石之间的热传导,热源的水平影响距离和模型到达稳态需要的时间均明显大于无填充裂隙岩体模型的情况。模型试验得到的岩体模型温度场与数值计算得到的岩体模型温度场规律一致。试验过程中裂隙岩体模型在边界上存在一些热量散失,无法与数值计算中的绝热边界条件等同,致使试验数据低于数值计算值,并且热源温度越高,两者之间的差异越大。模型试验和数值计算均表明,邻近热源侧的裂隙水渗流对模型的温度场分布起控制作用,而远离热源侧的裂隙水渗流则主要影响该侧的边界温度和模型达到稳态所需要的时间。数值参数敏感性分析表明,裂隙水流速与裂隙开度越大,裂隙水对水平传热的阻滞作用越明显。
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关键词
高放射核废物
填砂裂隙岩体
渗流-传热
模型试验
数值模拟
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职称材料
地热储层岩体粗糙裂隙的热流耦合效应研究
3
作者
刘先珊
李宇
+1 位作者
李满
杨欣
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期852-862,共11页
为了解决地热开采涉及复杂的多物理场耦合问题,提高开采效率,本文针对开采过程中的渗流-传热问题以离散元软件3DEC构建岩体粗糙裂隙热-流耦合数值模型。考虑不同三维形貌特征的岩体裂隙,模拟水力开度为19.17μm在不同流速时的水-岩温度...
为了解决地热开采涉及复杂的多物理场耦合问题,提高开采效率,本文针对开采过程中的渗流-传热问题以离散元软件3DEC构建岩体粗糙裂隙热-流耦合数值模型。考虑不同三维形貌特征的岩体裂隙,模拟水力开度为19.17μm在不同流速时的水-岩温度变化规律。结果表明:由于裂隙形貌的阻滞作用,粗糙面出水口温度下降较慢,出水口温度有所上升,模型达到稳态所需的时间随流速和对流换热系数的增大而减小。裂隙形貌对流体和岩体温度分布均有影响,粗糙裂隙面的冷锋形态和裂隙面的形貌密切相关。光滑裂隙热突破快于粗糙裂隙,增加裂隙面的粗糙度有助于延长热突破时间。粗糙裂隙面相对于光滑裂隙面的总热量提取率略有提升,流速和对流换热系数的增加显著提高总热量提取率。通过本文研究可以为地热能系统的设计提供重要参数和指导,能够提高地热能开发利用效率。
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关键词
干热岩
渗流-传热
三维形貌
水力开度
流速
对流换热系数
粗糙裂隙面
热采率
热突破
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职称材料
题名
裂隙岩体渗流-传热耦合的复合单元模型
被引量：
13
1
作者
薛娈鸾
机构
华南理工大学土木与交通学院
华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第1期263-268,278,共7页
基金
国家自然科学基金项目(No.51209097)
华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室开放研究项目(No.2013KB27)
中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.2014ZZ0022)~~
文摘
基于复合单元法建立了裂隙岩体渗流-传热耦合的复合单元模型。该模型前处理简便快捷,网格剖分不受限制,可依据裂隙的真实信息自动将其离散在单元内。其次,采用交叉迭代算法,对裂隙岩体的渗流场和温度场进行耦合分析,耦合算法不仅考虑了温度对流体运动黏度的影响,而且可计算裂隙中流体与相邻岩块间渗流-传热过程以及两者间的渗流量和热量交换。通过与已有近似解析解相比较,验证了复合单元耦合算法的可靠性。算例分析表明,渗流-传热耦合作用对裂隙岩体的渗流场和温度场均有一定的影响。分析了不同岩块热传导系数和裂隙开度对热能提取效率的影响,结果显示,岩块热传导系数越大、裂隙开度越大,低温流体从高温岩块中吸取的热能会较多,出口处流体温度下降得较快。
关键词
岩体
裂隙
渗流-传热
耦合
复合单元法
Keywords
rock mass
fracture
seepage
-
heat transfer coupling
composite element method
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
填砂裂隙岩体渗流传热模型试验与数值模拟
被引量：
12
2
作者
路威
项彦勇
唐超
机构
北京交通大学土建学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第11期3448-3454,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.50778014)
文摘
选取中国高放射核废物地下处置库重要预选场区——甘肃北山地区的花岗岩,加工组合成规则裂隙岩体,将垂直裂隙用粒径为0.5～0.63 mm的砂土填充,进行了裂隙水渗流传热试验;对模型试验进行了数值模拟,进而计算分析了热源温度、裂隙水流速和裂隙开度变化对裂隙岩体模型稳态温度场的影响。模型试验表明,当热源温度维持在120℃时,裂隙水仍无相变,裂隙岩体模型稳态温度场分布规律与热源温度为95℃时一致;热源温度越高,热源的水平影响距离越大,模型达到稳态需要的时间越长;裂隙填砂加强了裂隙两侧岩石之间的热传导,热源的水平影响距离和模型到达稳态需要的时间均明显大于无填充裂隙岩体模型的情况。模型试验得到的岩体模型温度场与数值计算得到的岩体模型温度场规律一致。试验过程中裂隙岩体模型在边界上存在一些热量散失,无法与数值计算中的绝热边界条件等同,致使试验数据低于数值计算值,并且热源温度越高,两者之间的差异越大。模型试验和数值计算均表明,邻近热源侧的裂隙水渗流对模型的温度场分布起控制作用,而远离热源侧的裂隙水渗流则主要影响该侧的边界温度和模型达到稳态所需要的时间。数值参数敏感性分析表明,裂隙水流速与裂隙开度越大,裂隙水对水平传热的阻滞作用越明显。
关键词
高放射核废物
填砂裂隙岩体
渗流-传热
模型试验
数值模拟
Keywords
high level radioactive nuclear waste
rock with sand
-
filled fractures
flow and heat transfer
model test
numerical simulation
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
地热储层岩体粗糙裂隙的热流耦合效应研究
3
作者
刘先珊
李宇
李满
杨欣
机构
重庆大学土木工程学院
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期852-862,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52279094)
山西省交通新技术发展有限公司(SXJTJS-02040-2022-第9号)。
文摘
为了解决地热开采涉及复杂的多物理场耦合问题,提高开采效率,本文针对开采过程中的渗流-传热问题以离散元软件3DEC构建岩体粗糙裂隙热-流耦合数值模型。考虑不同三维形貌特征的岩体裂隙,模拟水力开度为19.17μm在不同流速时的水-岩温度变化规律。结果表明:由于裂隙形貌的阻滞作用,粗糙面出水口温度下降较慢,出水口温度有所上升,模型达到稳态所需的时间随流速和对流换热系数的增大而减小。裂隙形貌对流体和岩体温度分布均有影响,粗糙裂隙面的冷锋形态和裂隙面的形貌密切相关。光滑裂隙热突破快于粗糙裂隙,增加裂隙面的粗糙度有助于延长热突破时间。粗糙裂隙面相对于光滑裂隙面的总热量提取率略有提升,流速和对流换热系数的增加显著提高总热量提取率。通过本文研究可以为地热能系统的设计提供重要参数和指导,能够提高地热能开发利用效率。
关键词
干热岩
渗流-传热
三维形貌
水力开度
流速
对流换热系数
粗糙裂隙面
热采率
热突破
Keywords
geothermal reservoir
seepage
-
heat transfer
three
-
dimensional fracture morphology
hydraulic opening
flow rate
heat transfer coefficient
rough fracture surface
thermal recovery rate
thermal breakthrough
分类号
P314 [天文地球—固体地球物理学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
裂隙岩体渗流-传热耦合的复合单元模型
薛娈鸾
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
填砂裂隙岩体渗流传热模型试验与数值模拟
路威
项彦勇
唐超
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
12
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
地热储层岩体粗糙裂隙的热流耦合效应研究
刘先珊
李宇
李满
杨欣
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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