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基于Fluent的粗糙单裂隙水流数值模拟研究的任务书
任务书
任务编号：2022-JZX-001
研究主题：基于Fluent的粗糙单裂隙水流数值模拟研究
研究目的：
隔离带是地下水资源保护和地下水污染防控的重要手段之一。隔离带的类型包括地表隔离带和地下隔离带，其中地下隔离带以其有效隔离、经济实用等优点被广泛应用。而隔离带的建设过程中，粗糙单裂隙的水流模拟对隔离带的效果评估和设计具有重要意义。因此，本项研究旨在基于Fluent数值模拟方法，对粗糙单裂隙中的水流情况进行模拟研究，为隔离带的建设提供理论支持。
研究内容：
1.粗糙单裂隙水流问题的理论与现状研究，包括隔离带的建设背景、粗糙单裂隙的定义及其特点，以及已有研究成果的总结分析。
2.建立粗糙单裂隙水流模型，包括物理模型和数学模型构建，模型参数的设置以及自由曲面建模等。
3.针对建立的模型进行数值模拟研究，包括流量分布、压力分布、速度分布等水流特性的分析，以及不同因素对水流特性的影响研究等。
4.对数值模拟结果进行数据处理和分析，包括评价隔离带的保护效果、分析模型精度和可靠性、优化隔离带建设等。
5.撰写研究报告，包括研究背景和意义、研究方法和流程、模型建立和数值模拟结果分析、相关结论和建议等内容。
研究进度计划：
第1-2周：文献调研和分析，撰写综述部分。
第3-4周：建立粗糙单裂隙水流模型，提取模型参数，建立相应的数学模型。
第5-6周：模型的自由曲面建模和数值求解。
第7-8周：对求解结果进行数据处理和分析，评价隔离带的保护效果。
第9-10周：分析模型精度和可靠性。对建立的模型进行优化加强模型可靠性。
第11-12周：研究结果撰写，报告书写和修改。
研究成果：
1.粗糙单裂隙水流模型的构建和求解方法。
2.粗糙单裂隙中的水流特性分析，包括流量分布、压力分布、速度分布等。
3.针对隔离带建设的评价和建议，为隔离带建设提供理论支持。
负责人：X教授
指导教师：Y教授
实验室：XXX实验室
参考文献：
1.肖光辉.地下水数值模拟[M].长沙:中南大学出版社,2006.
2.李明霞.地下水数值模拟理论及应用[M].北京:科学出版社,2007.
3.Bierwirth,P.N.,Ochoa,J.,&Quintana,J.(2014).Effectsofheterogeneityandflowrateonthehydraulicperformanceofasinglefracture.JournalofHydrology,519,2112-2122.
4.Babaeyan-Koopaei,K.,Ghafoori,M.,&Jafarzadeh,F.(2018).Experimentalandnumericalinvestigationoftheeffectofgeometriccharacteristicsonhydraulicapertureofrough-walledrockfractures.JournalofHydrology,560,590-599.