裂隙岩体渗流-传热耦合的复合单元模型

摘要：

基于复合单元法建立了裂隙岩体渗流-传热耦合的复合单元模型.该模型前处理简便快捷,网格剖分不受限制,可依据裂隙的真实信息自动将其离散在单元内.其次,采用交叉迭代算法,对裂隙岩体的渗流场和温度场进行耦合分析,耦合算法不仅考虑了温度对流体运动黏度的影响,而且可计算裂隙中流体与相邻岩块间渗流-传热过程以及两者间的渗流量和热量交换.通过与已有近似解析解相比较,验证了复合单元耦合算法的可靠性.算例分析表明,渗流-传热耦合作用对裂隙岩体的渗流场和温度场均有一定的影响.分析了不同岩块热传导系数和裂隙开度对热能提取效率的影响,结果显示,岩块热传导系数越大、裂隙开度越大,低温流体从高温岩块中吸取的热能会较多,出口处流体温度下降得较快.

关键词：岩体、裂隙、渗流-传热耦合、复合单元法

所属期刊栏目：37

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目No.51209097;华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室开放研究项目No.2013KB27;中央高校基本科研业务费专项资金资助No.2014ZZ0022.This work was supported by the National Natural Science Foundation of China 51209097,Open Research Project for State Key Lab.of Subtropical Building Science of South China University of Technology2013KB27 and the Fundamental Research Funds for the Central Universities 2014ZZ0022.

在线出版日期：2016-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：263-268,278