III技术与方法基于CFP的岩溶管道流数值模拟研究——以桂林寨底地下河子系统为例
某隧道岩溶发育特征与涌水量初步预计
安 徽 建 筑 工 业 学 院 学报 （ 然 自 科学版）
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１ ８
安徽 建 筑工业 学院学报 （ 自然科 学版）
第１ ８卷
可溶 岩 区的坪 山河 和 白家 界河 ， 两 条地 表 河 流 这 都分 别在 区内进入不 同的地 下 暗河 。地 下水主要 以暗河 的形式 在岩溶 管道 中流 动 ， 天然露 头较少 。 隧址 区段龙 门界 扭断 层 的 断裂 带 岩层 破 碎 ， 地 其
油藏数值模拟基础
从离散的程度看，精度和速度是矛盾的。
三、 用途
• 油藏描述
• 油藏动态预测
• 驱油机理研究
1. 油藏描述
油藏描述是油田开发的基础，是一项系统工程，由多学科各种方
法联合研究的结果。油藏数值模拟作为一种方法，在油藏描述中起了一
定的作用。－不同的方法研究的尺度不同
1) 孔隙结构研究 ~10μm级
CT 、核磁共振 、图象分析仪、 微观驱油机理、毛管压力实验
油藏数值模拟基础
华北油田培训班课程
中国石油大学石油工程学院 2008年9月
第一章 油藏数值模拟进展
• 油藏数值模拟的基本概念
• 80年代的油藏数值模拟进展 • 90年代的油藏数值模拟进展
FLUENT算例 (3)三维圆管紊流流动状况的数值模拟分析
三维圆管紊流流动状况的数值模拟分析在工程和生活中，圆管内的流动是最常见也是最简单的一种流动，圆管流动有层流和紊流两种流动状况。
层流，即液体质点作有序的线状运动，彼此互不混掺的流动；紊流，即液体质点流动的轨迹极为紊乱，质点相互掺混、碰撞的流动。
雷诺数是判别流体流动状态的准则数。
本研究用CFD 软件来模拟研究三维圆管的紊流流动状况，主要对流速分布和压强分布作出分析。
1 物理模型三维圆管长2000mm l =，直径100mm d =。
流体介质：水，其运动粘度系数62110m /s ν-=⨯。
Inlet ：流速入口，10.005m /s υ=，20.1m /s υ= Outlet ：压强出口Wall ：光滑壁面，无滑移2 在ICEM CFD 中建立模型2.1 首先建立三维圆管的几何模型Geometry2.2 做Blocking因为截面为圆形，故需做“O ”型网格。
2.3 划分网格mesh注意检查网格质量。
在未加密的情况下，网格质量不是很好，如下图因管流存在边界层，故需对边界进行加密，网格质量有所提升，如下图2.4 生成非结构化网格，输出fluent.msh等相关文件3 数值模拟原理紊流流动当以水流以流速20.1m /s υ=，从Inlet 方向流入圆管，可计算出雷诺数10000υdRe ν==，故圆管内流动为紊流。
假设水的粘性为常数（运动粘度系数62110m /s ν-=⨯）、不可压流体，圆管光滑，则流动的控制方程如下：①质量守恒方程：()()()0u v w t x y zρρρρ∂∂∂∂+++=∂∂∂∂ (0-1)②动量守恒方程：2()()()()()()()()()()[]u uu uv uw u u ut x y z x x y y z z u u v u w p x y z xρρρρμμμρρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂'''''∂∂∂∂+----∂∂∂∂ (0-2)2()()()()()()()()()()[]v vu vv vw v v v t x y z x x y y z z u v v v w px y z yρρρρμμμρρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂'''''∂∂∂∂+----∂∂∂∂ (0-3)2()()()()()()()()()()[]w wu wv ww w w w t x y z x x y y z z u w v w w px y z zρρρρμμμρρρ∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++=++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂'''''∂∂∂∂+----∂∂∂∂ (0-4)③湍动能方程：()()()()[())][())][())]t t k k t k k k ku kv kw k k t x y z x x y yk G z zμμρρρρμμσσμμρεσ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++-∂∂ (0-5)④湍能耗散率方程：212()()()()[())][())][())]t t k k t k k u v w t x y z x x y y C G C z z k kεεμμρερερερεεεμμσσμεεεμρσ∂∂∂∂∂∂∂∂+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂+++-∂∂ (0-6)式中，ρ为密度，u 、ν、w 是流速矢量在x 、y 和z 方向的分量，p 为流体微元体上的压强。
水下压缩空气储能系统储气装置的CFD数值模拟
doi：10.11832//.issn.1000-4858.2021.01.005水下压缩空气储能系统储气装置的CFD数值模拟王金舜，王虎，熊伟，王志文(大连海事大学船舶机电研究所，辽宁大连116026)摘要：针对水下储气装置在复杂的海洋环境中容易受到海流的影响从而引发结构失效等问题，采用大涡模拟方法，对不同海流条件下的水下储气装置流体动力学特性进行了数值模拟。
首先对比分析了不同流速工况下海水绕流后的时均速度场；其次通过监测在0.5m/s流速工况下旋涡的发展及脱落过程以研究尾迹流场的瞬态变化情况；最后分析了在不同工况下装置的受力特性。
结果表明，装置在低流速海洋环境下的绕流影响区更广；装置的阻力与升力系数分别为0.45和0.6；侧向形成的三维旋涡的脱落周期约为100s,会对装置造成低频扰动。
结果较为清楚地描述了水下储气装置在复杂海洋环境中的基本水动力特征，为储气装置的设计优化提供了一定的理论依据。
关键词：水下压缩空气储能系统;储气装置;CFD；流场；旋涡中图分类号:TH137文献标志码：B文章编号：1000-4858(2021)01-0027-09Numerical Simulation of Air Storaae Container in Under/aterCompressed Air Storaae SystemWANG Jin-shun,WANG Hu,XICNG Wei,WANG Zhi-wen(CnsiiiuieooShip ElesiomeshanisalEquipmeni，Dalian MaiiimeUnieeEsiiy，Dalian，Liaoning116026)Abstract:In order to solve the problem that the undywater air storage container is esily affected by the current iv the complex mane environment,which leads to structural failure.The larae eddy simulation metaod is used to simulate tlie hydrodynamic characte/stics of tae underwAar air storage container under dyferent current conditions.Fimtly,the time average yvlocity edd of seawater U ow aound the wake is compaed and analyzed under dyferent velocity conditions.Secondly,the transient change of wake U ow field is studied by monitoring the devvlopment and shedding process of vv/ea under tae ySocity condition of0.5m/s.FinAly,the mechanicel characte/stics of tae container under dierent conditions arc analyzed.The analysis results show that the influence area of flow around the container is wiVar in the low yvlocity mine environment.The draa and lift coefficmnts of the container arc 0.45and0.6,respectivela•The shedding plod of the three-dimensional vvrtee formed1x010i about100s, which will csuse l ow-frequence disturbance to U ix container.The obtained results c O x/o describe the basic hydrodynamic characte/stics of the under/ater air storage container in the complex mtne environment,and provide a theoretical basis fcr tae design and optimization.Key words：undvwater compressed air storage system,air storage container,CFD,Cow field,vvCex收稿日期：2020-11-5基金项目：国家自然科学基金（52075065）%中央高校基本科研业务费专项资金（3132020111）作者简介:王金舜（1995—）,男，吉林敦化人，硕士研究生，研究方向为计算流体力学与流固耦合'引言随着当前能源结构的变革,可再生能源正发挥着前所未有的重要作用。
水文规范
煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准1适用范围本标准规定了煤炭资源地质勘查水文地质、工程地质及环境地质工作的基本准则，侧重于勘查技术要求、工作方法。
本标准适用于煤炭资源地质勘查各阶段的设计编制、勘查施工、地质研究、地质报告编制和评审、资源/储量评估、矿业权评估、可行性研究的依据。
2引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
在本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方面应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。
GB 3838 地表水环境质量标准GB 12719 矿区水文地质工程地质勘探规范GB/T 14158 区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范GB/T 14848 地下水质量标准GB 50027 供水水文地质勘察规范GB 50197 露天矿工程设计规范GB 50215 煤炭工业矿井设计规范DZ/T 0080 煤田地球物理测井规范DZ/T 0215 煤、泥炭地质勘查规范MT/T897煤炭煤层气地震勘探规范MT/T898煤炭电法勘探规范3 总则3.1水文地质、工程地质、环境地质勘查应与煤炭资源地质勘查工作阶段相适应，分为预查、普查、详查和勘探4个阶段。
条件简单的矿区，勘查阶段可简化或合并。
提供矿山建设设计依据的地质勘查报告，均应达到勘探阶段的要求。
对于拟建小型矿井的井田，勘探阶段的工作程度可根据矿井建设的实际需要适当调整。
各勘查阶段的水文地质、工程地质及环境地质工作程度，详见本标准4.1、5.2及 6.1。
3.2水文地质、工程地质、环境地质勘查，应与煤炭资源地质勘查紧密结合，将地质、水文地质、工程地质、环境地质做为一个整体，运用先进和综合手段进行。
泥石流流场三维数值模拟研究
本次演示旨在探讨采空区自然发火的多场耦合机理及三维数值模拟研究。首先， 我们将概述研究背景，其次对多场耦合机理进行深入分析，最后利用三维数值 模拟方法进行研究并得出结论。
近年来，随着矿山开采强度的不断加大，采空区自然发火问题愈发突出。采空 区自然发火是由多种因素相互作用所致，如氧气、可燃物、温度和蓄热等。为 了有效防止采空区自然发火，亟需深入探讨多场耦合机理及三维数值模拟方法。
研究方法
本次演示采用三维数值模拟方法对气泡动力学特性进行深入研究。首先，我们 建立三维气泡运动的数学模型，包括流体动力学的相关方程和气泡与流体之间 的相互作用力。然后，利用计算流体动力学（CFD）软件实现对数学模型的数 值求解，并采用适当的网格划分和算法优化以提高计算精度和效率。此外，我 们还对计算过程中的边界条件和初始条件进行了详细设定，以确保模拟结果的 准确性和可靠性。
2、通过高精度测量设备获取泥石流数据，包括流量、速度、密度等； 3、对获取的数据进行预处理，将其转化为可用于数值计算的格式；
4、采用合适的数值计算方法对泥石流流场进行模拟，得到流场的各项参数；
5、对模拟结果进行后处理，例 如可视化、数据分析等。
结果分析
通过实验数据和模拟结果的比对，我们发现模拟结果与实验数据吻合较好，验 证了本次演示所采用的数值模拟方法的可行性和有效性。此外，本次演示还对 不同工况下的泥石流流场进行了模拟，发现流场的分布和变化规律与实际情况 相符，说明本次演示所采用的方法可以较为准确地模拟泥石流流场。
未来可以通过以下几个方面进行深入研究：首先，针对不同地区的地质条件， 开展更为精细和深入的数值模拟研究，以揭示支护结构的内在机制和演化规律。 其次，结合先进的机器学习和技术，开发智能化的数值模拟分析工具，提高分 析的效率和精度。最后，加强与实际工程的合作与交流，推动MIDASGTS基坑 支护技术的创新和应用发展。
基于CFD的水力旋流器三维数值模拟研究
基于CFD的水力旋流器三维数值模拟研究在旋流器内部流场数值模拟的基础上，本研究采用Fluent软件建立了水力旋流器的三维模型，并利用标准的k-ε湍流模型来描述流场的湍流特性。
同时，通过对旋流器设备的几何参数和操作条件进行合理设定，以保证模拟结果的可靠性和准确性。
通过对旋流器不同工况下的内部流场进行数值模拟，得出了旋流器的流速场、浓度场和压力场分布情况。
研究发现，在旋流器的进口处，由于进流的强烈冲击，流速场呈现出明显的涡旋结构，随后在旋流室内逐渐转化为压力梯度较小、流速分布均匀的状态。
同时，在水力旋流器的旋流室中，浓度场呈现出由内向外逐渐减小的趋势，表明旋流器能够有效地实现颗粒物的分离。
此外，研究还探讨了水力旋流器的分离性能与旋流室长度、旋流室直径和进口流速等参数之间的关系。
结果表明，旋流器的分离性能与旋流室的长度呈正相关，但与旋流室的直径和进口流速呈负相关。
这些结论为设计和优化水力旋流器提供了理论依据，以改善分离效果并降低能耗。
总之，本研究通过使用CFD方法对水力旋流器内部流场进行了三维数值模拟，系统研究了旋流器的分离性能和内部流动特性。
研究结果可为旋流器的设计与优化提供理论依据，并对旋流器在实际应用中的性能提升具有指导意义。
基于FEFLOW的岩溶管道模型构建方法探讨
基于FEFLOW的岩溶管道模型构建方法探讨刘建国;许光照;马学礼【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2015(34)6【摘要】岩溶管道流模型的刻画一直是岩溶区开展地下水数值模拟研究中的难点所在,基于此,文章以贵州六枝特区某项目为例进行地下水数值模拟研究,探索了在FEFLOW离散特性功能模块下岩溶管道流模型的刻画方式与方法.在详细分析研究区地质及水文地质条件的基础上,对研究区范围、边界、含水层结构等概化,建立了研究区的水文地质概念模型;以ArcGIS软件为辅助,基于有限元法的FEFLOW软件为操作平台,利用区内钻孔资料及野外测算结果,通过软件公式编辑、插值等功能分别获得各层顶底板高程属性,将数据输入FEFLOW后,对模拟区平面三角剖分进而空间离散构建了研究区的三维地质模型;并利用FEFLOW软件的离散特性功能模块,将研究区灰场南部岩溶洼地与岩脚泉间划定为特定区域,建立缓冲区并给予其高特异性,耦合哈根—泊肃叶流体流动公式,在模型中刻画了岩溶管道流模型;最后探讨了特殊地质构造与岩溶管道模型的刻画方式与方法刻画出了符合案例区的三维向斜褶皱地质模型和岩溶管道流模型.【总页数】5页(P586-590)【作者】刘建国;许光照;马学礼【作者单位】中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司,陕西西安710075;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司,陕西西安710075;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司,陕西西安710075【正文语种】中文【中图分类】P641.2【相关文献】1.基于FEFLOW海水入侵模型的等效海水边界研究 [J], 李奎;易南概;姜谙男2.基于街景工厂构建城市三维模型的方法探讨 [J], 王慧3.基于FEFLOW的采区放水实验数值模拟与模型评估 [J], 魏新;杨国勇;胡林炜4.基于MODFLOW的岩溶管道水流模拟方法探讨与应用 [J], 赵良杰;夏日元;杨杨;邵景力;易连兴;王喆5.基于机载LIDAR技术的建筑物三维模型快速构建方法探讨 [J], 宋书芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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III技术与方法基于CFP的岩溶管道流数值模拟研究—
—以桂林寨底地下河子系统为例
桂林寨底地下河子系统是典型的岩溶地区地下河系统，研究该区域的
岩溶管道流对深入了解和保护该地区的地下水资源具有重要意义。
本研究
以桂林寨底地下河子系统为例，采用CFP数值模拟技术，对该地区的岩溶
管道流进行模拟研究。
首先，通过现地实地调查和采样分析，获得地下河子系统的地下水系
统参数，如入流和出流位置、水温、水位、水力梯度等。
然后，利用CFP
技术建立桂林寨底地下河子系统的数值模型，包括地下河系统的几何形态、地下水位分布、岩溶介质的渗透性等。
在模型建立的基础上，使用CFP软
件对岩溶管道流进行数值模拟。
数值模拟过程中，需要考虑以下因素：地下水系统的几何形态对流动
的影响、岩溶介质的渗透性分布、入流和出流的流量条件、地下水温度分
布等。
通过对这些因素进行准确的建模和模拟，可以得到岩溶管道流的流速、流量、流向等信息，进而分析地下河子系统的水资源状况和水动力特性。
本研究的研究成果可以为桂林寨底地下河子系统的深入了解和保护提
供科学依据。
同时，基于CFP的岩溶管道流数值模拟技术也可以应用于其
他岩溶地区的水资源研究和管理工作中，为岩溶地区的水环境保护和可持
续发展提供支持。
总之，基于CFP的岩溶管道流数值模拟研究可以揭示地下溶蚀的规律，为岩溶地区的水资源开发和水环境管理提供科学依据。
桂林寨底地下河子
系统的研究为岩溶地区的深入了解和保护提供了有益的参考。