基于熱流固耦合的瓦斯抽采數(shù)值模擬研究的開(kāi)題報(bào)告

基于熱流固耦合的瓦斯抽采數(shù)值模擬研究的開(kāi)題報(bào)告摘要：本文基于熱流固耦合理論，對(duì)瓦斯抽采過(guò)程中的熱傳導(dǎo)、氣體擴(kuò)散以及礦巖變形等問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值模擬研究。研究采用有限元方法建立了三維熱力學(xué)數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)模型的求解獲得了熱場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)的分布規(guī)律，并對(duì)瓦斯抽采的影響進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：瓦斯抽采；有限元方法；熱力學(xué)；數(shù)值模擬；礦巖變形。一、研究背景與意義瓦斯抽采是煤礦生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)之一，對(duì)于提高煤礦安全生產(chǎn)和降低煤炭資源的損失有著重要的作用。在瓦斯抽采過(guò)程中，氣體擴(kuò)散、礦巖變形和熱傳導(dǎo)等問(wèn)題是關(guān)鍵的瓶頸。為了更好地理解這些問(wèn)題影響瓦斯抽采效果的特點(diǎn)，本文使用有限元數(shù)值模擬方法，通過(guò)熱力學(xué)、固力學(xué)和流體力學(xué)中的熱流固耦合理論，研究了瓦斯抽采過(guò)程中的熱傳導(dǎo)、氣體擴(kuò)散以及礦巖變形等問(wèn)題。該研究可以為煤礦工業(yè)提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)，提高瓦斯抽采的效率和質(zhì)量。二、研究?jī)?nèi)容和方法1.研究?jī)?nèi)容(1)瓦斯抽采過(guò)程中氣體擴(kuò)散規(guī)律；(2)瓦斯抽采對(duì)礦巖應(yīng)力場(chǎng)的影響；(3)瓦斯抽采過(guò)程中熱傳導(dǎo)特性；(4)瓦斯抽采對(duì)礦巖變形的影響。2.研究方法(1)有限元數(shù)值模擬方法；(2)熱力學(xué)、固力學(xué)、流體力學(xué)理論；(3)MATLAB、ABAQUS等模擬軟件。三、研究進(jìn)度安排1.第一階段（4周）(1)查閱文獻(xiàn)，了解瓦斯抽采的基本原理和研究現(xiàn)狀；(2)熟悉數(shù)值模擬方法以及相應(yīng)軟件使用。2.第二階段（6周）(1)建立熱力學(xué)數(shù)學(xué)模型，研究瓦斯抽采過(guò)程中的熱傳導(dǎo)問(wèn)題；(2)得到熱場(chǎng)的分布規(guī)律，探究溫度場(chǎng)的變化對(duì)瓦斯擴(kuò)散的影響。3.第三階段（6周）(1)建立固力學(xué)數(shù)學(xué)模型，研究瓦斯抽采對(duì)礦巖應(yīng)力場(chǎng)的影響；(2)得到應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律。4.第四階段（6周）(1)建立流體力學(xué)數(shù)學(xué)模型，研究瓦斯抽采對(duì)礦巖變形的影響；(2)得到位移場(chǎng)的分布規(guī)律。5.第五階段（4周）(1)對(duì)模型的結(jié)果進(jìn)行分析，得出結(jié)論；(2)撰寫(xiě)論文并進(jìn)行答辯。四、預(yù)期成果1.建立熱力學(xué)、固力學(xué)和流體力學(xué)的瓦斯抽采數(shù)值模型，探究氣體擴(kuò)散、礦巖應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律和變形特性；2.建立瓦斯抽采過(guò)程中熱流固耦合的理論模