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采空区流场非线性渗流的改进迭代算法
  • ISSN号:1000-582X
  • 期刊名称:《重庆大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:O319.56[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]辽宁工程技术大学职业技术学院南校区,辽宁阜新123000, [2]重庆大学,重庆400030, [3]黑龙江科技学院安全工程学院,黑龙江哈尔滨150027
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50574038)
中文摘要:

针对冒落采空区风流移动同时存在紊流、过渡流、层流的非线性渗流问题,结合有限元方法,提出以变渗透系数的达西(Darcy)渗流反复迭代求得非线性渗流。计算中根据迭代方法的特点,为改进迭代算法振荡性收敛效果,引入动态收敛因子(即初始收敛因子和阻尼收敛因子),讨论了收敛因子对收敛过程的影响。通过合理联合选取初始收敛因子和阻尼收敛因子,使迭代的收敛速度更快。与Darcy渗流相比,采空区非线性渗流速度场趋向于平缓,计算结果与实际流态更接近。得到采空区风压等值线与流函数线正交的流网、漏风强度分布(速度场),给出了采空区流态变化与过渡的分布结果。迭代方法满足工程要求。

英文摘要:

In allusion to the nonlinear seepage problem that turbulent flow, transition flow laminar flow coexist with the movement of airflow in a goaf, combined with finite element method, an iterative algorithm to solve nonlinear seepage equation based on Darcy seepage with variable permeability is presented. According to characters of iterative method, a dynamic convergence factor in terms of initial convergence factor and damping convergence factor is introduced to improve the oscillation convergence effect of iterative algorithm. The influence of convergence factor on convergence process is discussed, and the convergence velocity can be accelerated by rationally choosing the initial convergence factor and the damping convergence factor. In comparison to the Darcy seepage, the goaf nonlinear seepage field tends to mild, and the computing result is closer to real flow pattern. The orthogonal flow net formed by air pressure isoline and flow function isoline of goaf, the distribution of air leakage intensity (velocity field) are obtained. At the same time, the distribution result of the variation and transition of flow pattern in goaf is achieved.

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期刊信息
  • 《重庆大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:重庆大学
  • 主编:王时龙
  • 地址:重庆市沙坪坝正街174号
  • 邮编:400044
  • 邮箱:cdxhz@equ.edu.cn
  • 电话:023-65102302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-582X
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1044/N
  • 邮发代号:78-16
  • 获奖情况:
  • 中国高校精品科技期刊,重庆市一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26478