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摘要：本公开提供了考虑温度效应的富水破碎岩体CFD‑DEM注浆模拟方法及系统，涉及富水破碎岩体注浆技术领域，包括：获取实际岩土体颗粒真实形状数据，建立富水破碎岩体几何模型，初始化流场以及岩土体颗粒位置，建立颗粒的周邻列表；建立流体温度变化与时间的关系，设置流体域与固体域计算时间步长和各项参数；计算流体与固体颗粒间的相互作用力，将流体域流体计算与固体域固体颗粒计算进行耦合，对流体域流体力学方程及固体域动力学方程进行求解，更新求解每个时间步下的流体域的速度、压力的流体参数以及固体域的速度、位置的固体颗粒运动参数，并作为下一时间步计算的基础数据，直到达到最终注浆时间步，完成考虑温度效应的富水破碎岩体注浆模拟。

主权项：1.考虑温度效应的富水破碎岩体CFD-DEM注浆模拟方法，其特征在于，包括：获取实际岩土体颗粒真实形状数据，建立富水破碎岩体几何模型，初始化流场以及岩土体颗粒位置；构建流体域流体力学方程及固体域动力学方程，建立流体温度变化与时间的关系，设置流体域与固体域计算时间步长和各项参数；在考虑温度效应的环境下会进行流体-固体颗粒间传热，随着流体-固体颗粒间的传热过程，注浆浆液温度也逐渐变化，进行流体-固体颗粒间传热计算，确定所建立的固体颗粒的数目和粒径、流体的导热系数，在流体域和固体域计算中加入能量方程计算温度和换热热量，建立流体温度变化与时间的关系；其中，固体颗粒和流体换热热量表示为： 其中Qi为颗粒i与周围流体换热热量；Nui为无量纲的努塞尔数，受黏度影响；di为颗粒有效粒径，与后文比例系数β相关；ε为流体域中水相相分数，随流体域时间步计算不断变化；k1为水的热传导率，k2为浆液的热传导率，受浆液性质和温度影响；Ai为颗粒i表面积，Ts为颗粒温度，Tw为流体温度；进行流体域计算，模拟浆液扩散过程，设置流体域计算时间步长，在流体域流体力学方程中引入体积分数及流体-颗粒间的相互作用力，在流体域计算中考虑浆液黏度时变性影响，在不同计算时间步长和温度下流体表现的黏度特性不同，设置黏度时变函数，计算黏度系数；其中，设置黏度时变函数为：μc＝AtB+C其中t为时间，A、B、C为随浆液选型和温度Tw变化的系数；μc为黏度系数；在流体域计算中代入湍流模型进行计算，得出湍流黏度，与计算得到的黏度系数组合成流体域计算随时间变化的有效黏度，具体为：在流体域计算中代入湍流模型进行计算，湍流模型根据计算需求进行选取，得出湍流黏度μr，与计算的黏度μc相加，得出流体域计算随时间变化的有效黏度μt；计算流体与固体颗粒间的相互作用力，将流体域流体计算与固体域固体颗粒计算进行耦合，对流体域流体力学方程及固体域动力学方程进行求解，更新求解每个时间步下的流体域的速度、压力的流体参数以及固体域的速度、位置的固体颗粒运动参数，并作为下一时间步计算的基础数据，直到达到最终注浆时间步，完成考虑温度效应的富水破碎岩体注浆模拟。

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百度查询： 山东大学 考虑温度效应的富水破碎岩体CFD-DEM注浆模拟方法及系统