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基于Micro-CT和DVC的单轴压缩下煤岩损伤特征研究
1
作者
于岩斌
尼传文
+3 位作者
崔文亭
臧杰
刘党辉
宋克志
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025年第3期64-77,共14页
研究煤的破坏过程对于理解其力学行为及渗透性能的变化至关重要。利用X射线计算机断层扫描(CT)技术,在单轴压缩条件下对煤岩进行原位扫描。结合数字岩心技术和数字体积相关法(Digital Volume Correlation,DVC),计算了煤岩的变形位移场...
研究煤的破坏过程对于理解其力学行为及渗透性能的变化至关重要。利用X射线计算机断层扫描(CT)技术,在单轴压缩条件下对煤岩进行原位扫描。结合数字岩心技术和数字体积相关法(Digital Volume Correlation,DVC),计算了煤岩的变形位移场与应变场,分析了裂隙的发育与演化规律,并揭示了煤岩损伤动态演化与渗透性能之间的响应关系。研究发现:在单轴荷载作用下,煤岩的破坏由轴向力与相邻裂隙的发育共同作用,导致内部既有裂隙发育,又有裂隙压密的现象;煤岩中的矿物质对裂隙发育有引导作用,且与矿物质的形状和分布密切相关。DVC分析表明,煤岩的破坏是一个动态演化过程,各区域在不同方向的变形差异积累导致破坏发生;位移场的矢量叠加揭示了煤基质在不同方向的变形,而应变场显示裂隙在轴向压缩下的横向扩展。加载过程中,煤岩孔裂隙的发育导致渗透性能不断提高,特别是在1100N阶段,渗透率增加了149.35μm^(2),损伤变量D_(H)的最大值为8.2%。此外,连通孔隙数和迂曲度τ与损伤变量成指数关系。研究结果可为理解煤岩破坏和渗透特性提供试验数据和理论支持。
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关键词
CT
DVC
单轴压缩
裂隙发育
损伤变量
渗透性
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职称材料
巷道湿喷作业风流-粉尘运移规律的数值模拟
被引量:
9
2
作者
聂文
张琦
+3 位作者
白若男
于海明
马骁
刘伟
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期73-77,共5页
为了解决巷道湿喷混凝土作业粉尘污染问题,针对巷道湿喷作业现场的风流场和颗粒场特点,采用κ-ε模型并运用气固两相流理论建立了巷道湿喷作业风流-粉尘运移的数学模型,利用Fluent软件进行了数值模拟,通过与现场实测数据对比,发现模拟...
为了解决巷道湿喷混凝土作业粉尘污染问题,针对巷道湿喷作业现场的风流场和颗粒场特点,采用κ-ε模型并运用气固两相流理论建立了巷道湿喷作业风流-粉尘运移的数学模型,利用Fluent软件进行了数值模拟,通过与现场实测数据对比,发现模拟结果与实测数据相吻合。结果表明,湿喷产尘口下风侧0~6 m区域聚集了大量的高质量浓度粉尘云团,基本扩散至整个巷道断面,最低质量浓度高达12 mg/m3,湿喷产尘口下风侧6 m以后,高质量浓度粉尘云团消失,粉尘逐渐向巷道其他区域分散运移,但局部粉尘质量浓度依然高达30 mg/m3,直至湿喷口下风侧16.4 m以后,粉尘质量浓度迅速降低至3 mg/m3以下。由此提出了"湿喷作业粉尘三区理论",并提出将参与搅拌、上料等作业程序的设备和人员布置在"可接受粉尘区"为最佳。
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关键词
环境工程学
气固两相流
巷道湿喷作业
数值模拟
现场实测
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职称材料
矿用混凝土湿喷机喷嘴的评价指标与流场仿真模拟
被引量:
4
3
作者
陈连军
刘贤国
《煤炭工程》
北大核心
2017年第4期101-104,共4页
提出了矿用混凝土湿式喷射机喷嘴的一般评价指标,选用Fluent模拟软件,对SPB7-T型湿喷机喷嘴内流场进行了仿真模拟,得出了喷嘴流场内混合物静态压力云图、单相速度云图以及喷嘴出口处相体积分数云图的模拟数据。结果表明:喷嘴流道内混合...
提出了矿用混凝土湿式喷射机喷嘴的一般评价指标,选用Fluent模拟软件,对SPB7-T型湿喷机喷嘴内流场进行了仿真模拟,得出了喷嘴流场内混合物静态压力云图、单相速度云图以及喷嘴出口处相体积分数云图的模拟数据。结果表明:喷嘴流道内混合物的静态压力和各相速度均沿着运动方向增大,高压空气和混凝土两相之间存在速度滑移现象,喷嘴出口处空气混合均匀度达到0.85。通过实际喷射试验,测得SPB7-T型湿喷机喷嘴的回弹率为9.993%,验证了上述模拟仿真的正确性。
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关键词
喷嘴
数值模拟
两相流
体积分数
均匀度
回弹率
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职称材料
基于FLUENT的LPG球罐泄漏扩散规律探究
被引量:
11
4
作者
冯博
马云龙
王家远
《石油与天然气化工》
CAS
北大核心
2017年第6期102-105,110,共5页
针对液化石油气球罐泄漏扩散问题,基于计算流体动力学软件FLUENT,参照某型号球罐,建立球罐的三维模型。模拟得到LPG的泄漏扩散分布规律,并根据LPG的1.5%(φ)~9.5%(φ)爆炸极限确定LPG泄漏后的危险区域。模拟结果得出LPG泄漏扩散的规律...
针对液化石油气球罐泄漏扩散问题,基于计算流体动力学软件FLUENT,参照某型号球罐,建立球罐的三维模型。模拟得到LPG的泄漏扩散分布规律,并根据LPG的1.5%(φ)~9.5%(φ)爆炸极限确定LPG泄漏后的危险区域。模拟结果得出LPG泄漏扩散的规律并以此预测LPG泄漏扩散危险区域。为此类事故的预防、控制以及人员应急逃生等提供了参考。
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关键词
球罐
FLUENT
天然气泄漏
扩散规律
数值模拟
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职称材料
题名
基于Micro-CT和DVC的单轴压缩下煤岩损伤特征研究
1
作者
于岩斌
尼传文
崔文亭
臧杰
刘党辉
宋克志
机构
山东科技大学省部共建矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地
山东科技大学
安全与环境工程学院
中国矿业
大学
(北京)应急管理与安全工程学院
新泰市煤炭行业管理中心
山东
道昇能源
科技
有限公司
出处
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025年第3期64-77,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074171,51934004)
山东省自然科学基金优秀青年基金资助项目(ZR2023YQ047)
+1 种基金
山东省泰山学者工程专项经费资助项目(TS20190935,TSQN202408180)
山东省高等学校青创科技计划创新团队资助项目(2021KJ010)。
文摘
研究煤的破坏过程对于理解其力学行为及渗透性能的变化至关重要。利用X射线计算机断层扫描(CT)技术,在单轴压缩条件下对煤岩进行原位扫描。结合数字岩心技术和数字体积相关法(Digital Volume Correlation,DVC),计算了煤岩的变形位移场与应变场,分析了裂隙的发育与演化规律,并揭示了煤岩损伤动态演化与渗透性能之间的响应关系。研究发现:在单轴荷载作用下,煤岩的破坏由轴向力与相邻裂隙的发育共同作用,导致内部既有裂隙发育,又有裂隙压密的现象;煤岩中的矿物质对裂隙发育有引导作用,且与矿物质的形状和分布密切相关。DVC分析表明,煤岩的破坏是一个动态演化过程,各区域在不同方向的变形差异积累导致破坏发生;位移场的矢量叠加揭示了煤基质在不同方向的变形,而应变场显示裂隙在轴向压缩下的横向扩展。加载过程中,煤岩孔裂隙的发育导致渗透性能不断提高,特别是在1100N阶段,渗透率增加了149.35μm^(2),损伤变量D_(H)的最大值为8.2%。此外,连通孔隙数和迂曲度τ与损伤变量成指数关系。研究结果可为理解煤岩破坏和渗透特性提供试验数据和理论支持。
关键词
CT
DVC
单轴压缩
裂隙发育
损伤变量
渗透性
Keywords
CT
DVC
uniaxial compression
fracture development
damage variables
permeabili
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
巷道湿喷作业风流-粉尘运移规律的数值模拟
被引量:
9
2
作者
聂文
张琦
白若男
于海明
马骁
刘伟
机构
山东科技大学
矿业与安全工程学院
山东科技大学省部共建矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地
山东
威特立邦
矿山
设备有限责任公司
出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期73-77,共5页
基金
国家自然科学基金重点项目(U1261205)
国家自然科学基金面上项目(51474139)
+3 种基金
国家自然科学基金青年基金项目(51204103
51404147)
国家高等学校博士学科点专项科研基金项目(20113718110005)
山东省科技发展计划项目(2013GSF12004)
文摘
为了解决巷道湿喷混凝土作业粉尘污染问题,针对巷道湿喷作业现场的风流场和颗粒场特点,采用κ-ε模型并运用气固两相流理论建立了巷道湿喷作业风流-粉尘运移的数学模型,利用Fluent软件进行了数值模拟,通过与现场实测数据对比,发现模拟结果与实测数据相吻合。结果表明,湿喷产尘口下风侧0~6 m区域聚集了大量的高质量浓度粉尘云团,基本扩散至整个巷道断面,最低质量浓度高达12 mg/m3,湿喷产尘口下风侧6 m以后,高质量浓度粉尘云团消失,粉尘逐渐向巷道其他区域分散运移,但局部粉尘质量浓度依然高达30 mg/m3,直至湿喷口下风侧16.4 m以后,粉尘质量浓度迅速降低至3 mg/m3以下。由此提出了"湿喷作业粉尘三区理论",并提出将参与搅拌、上料等作业程序的设备和人员布置在"可接受粉尘区"为最佳。
关键词
环境工程学
气固两相流
巷道湿喷作业
数值模拟
现场实测
Keywords
environment engineering
gas-solid two-phase
wet shotcreting roadway
numerical simulation
insitu test
分类号
O359 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
矿用混凝土湿喷机喷嘴的评价指标与流场仿真模拟
被引量:
4
3
作者
陈连军
刘贤国
机构
山东科技大学
矿业与安全工程学院
山东科技大学省部共建矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地
出处
《煤炭工程》
北大核心
2017年第4期101-104,共4页
基金
国家自然科学基金(51404145
51344012)
+1 种基金
山东省自然科学基金(ZR2013EEQ021)
研究生创新基金项目(YC150203)
文摘
提出了矿用混凝土湿式喷射机喷嘴的一般评价指标,选用Fluent模拟软件,对SPB7-T型湿喷机喷嘴内流场进行了仿真模拟,得出了喷嘴流场内混合物静态压力云图、单相速度云图以及喷嘴出口处相体积分数云图的模拟数据。结果表明:喷嘴流道内混合物的静态压力和各相速度均沿着运动方向增大,高压空气和混凝土两相之间存在速度滑移现象,喷嘴出口处空气混合均匀度达到0.85。通过实际喷射试验,测得SPB7-T型湿喷机喷嘴的回弹率为9.993%,验证了上述模拟仿真的正确性。
关键词
喷嘴
数值模拟
两相流
体积分数
均匀度
回弹率
Keywords
nozzle
numerical simulation
two phase flow
volume fraction
uniformity
resilient rate
分类号
TH123 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
基于FLUENT的LPG球罐泄漏扩散规律探究
被引量:
11
4
作者
冯博
马云龙
王家远
机构
山东科技大学
矿业与安全工程学院
山东科技大学省部共建矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地
出处
《石油与天然气化工》
CAS
北大核心
2017年第6期102-105,110,共5页
文摘
针对液化石油气球罐泄漏扩散问题,基于计算流体动力学软件FLUENT,参照某型号球罐,建立球罐的三维模型。模拟得到LPG的泄漏扩散分布规律,并根据LPG的1.5%(φ)~9.5%(φ)爆炸极限确定LPG泄漏后的危险区域。模拟结果得出LPG泄漏扩散的规律并以此预测LPG泄漏扩散危险区域。为此类事故的预防、控制以及人员应急逃生等提供了参考。
关键词
球罐
FLUENT
天然气泄漏
扩散规律
数值模拟
Keywords
spherical tank
FLUENT
LPG leakage
diffusion law
numerical simulation
分类号
TE88 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Micro-CT和DVC的单轴压缩下煤岩损伤特征研究
于岩斌
尼传文
崔文亭
臧杰
刘党辉
宋克志
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
巷道湿喷作业风流-粉尘运移规律的数值模拟
聂文
张琦
白若男
于海明
马骁
刘伟
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
矿用混凝土湿喷机喷嘴的评价指标与流场仿真模拟
陈连军
刘贤国
《煤炭工程》
北大核心
2017
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
基于FLUENT的LPG球罐泄漏扩散规律探究
冯博
马云龙
王家远
《石油与天然气化工》
CAS
北大核心
2017
11
在线阅读
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职称材料
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