基于热流固耦合的瓦斯抽采数值模拟研究的任务书.docx

基于热流固耦合的瓦斯抽采数值模拟研究的任务书
一、选题背景
瓦斯抽采是煤矿安全生产的重要环节，也是保障煤矿生产安全和提高经济效益的关键措施之一。然而，在瓦斯抽采过程中，由于煤与瓦斯的热物理性质不同，瓦斯受到热交换影响，因而影响瓦斯的运移和抽采效果。如何准确地预测瓦斯抽采过程中瓦斯的运移和抽采量成为当前瓦斯抽采设计和技术调整的研究热点。
二、研究意义
为了优化瓦斯抽采过程的参数设计和优化瓦斯抽采技术，需要对瓦斯在煤矿长途运移和瓦斯抽采过程中的演化规律进行深入研究。基于热流固耦合的数值模拟技术具有精度高、操作简便、成本低等优点，因此可以成为瓦斯抽采过程研究的重要手段。
三、研究内容
本文选取某煤矿瓦斯抽采工作面为研究对象，以煤-瓦斯混合物的运移、热传递与瓦斯抽采为主要研究内容，开展基于热流固耦合的数值模拟研究工作。具体内容如下：
1.建立瓦斯抽采的数值模型，并对模型进行验证和调整；
2.通过模型进行瓦斯运移、热传递和抽采过程中的温度场、瓦斯浓度场、瓦斯抽采速度和工作面压力等参数的模拟与分析；
3.探究热源、地质条件、抽采速度等因素对煤-瓦斯混合物的运移、热传递和抽采效果的影响规律。
四、研究方法
1.确定数值模型中的物理参数和边界条件；
2.利用COMSOLMultiphysics等软件对模型进行分析和求解；
3.通过对比实测数据和模拟结果来验证和调整模型；
4.利用模型对瓦斯抽采过程中的运移、热传递和抽采效果进行分析。
五、预期成果
1.建立基于热流固耦合的瓦斯抽采数值模型；
2.分析瓦斯抽采过程中瓦斯浓度、温度、瓦斯抽采速度和工作面压力的变化规律；
3.探讨热源、地质条件、抽采速度等因素对煤-瓦斯混合物的运移、热传递和抽采效果的影响；
4.撰写学位论文并发表相关学术论文。