周期性边界下围岩温度场有限体积法分析

• 作者: 吴建松 宋怀涛 秦跃平 董占元
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 周期性边界 围岩散热 有限体积法 无因次分析
• 年，卷（期）: 2015,（7）
• 页码范围: 1541-1549
• 分类号: TD727
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2014.1432

摘要

为研究矿井风流温度周期性变化对巷道围岩温度场的影响,依据能量守恒定律及围岩散热的特点,建立了周期性变化边界条件下的一维非稳态导热控制方程.引入了无因次准数,对围岩导热控制方程进行了无因次化,并利用变量分离法对控制方程进行了分解,然后运用有限体积法对分解的方程建立了热平衡方程,最后编写VB程序进行了求解.结果表明:在周期性边界条件下,围岩体各处的温度随时间周期性地波动,并且温度波动的振幅随围岩深度的延伸呈负指数规律变化,围岩体不同层面上的温度波具有振幅衰减和波动延迟的特点.综合以上分析,推导了巷道围岩体温度随深度和时间变化的函数关系式,并得到了巷道壁面热流波的计算公式,该研究加深了对周期性边界下围岩温度场变化规律的认识.