回风隅角通风流场湍流k-ε模型模拟与瓦斯积聚研究

本文主要探讨了回风隅角通风流场的数值模拟方法，针对矿井开采中的一个关键问题——回风隅角瓦斯积聚现象。研究者陈海燕和亓玉栋基于流体动力学理论，特别是采用紊流k-ε模型，这是一种广泛应用于复杂流场分析的湍流模型，它考虑了流体流动的湍流效应，能够准确描述气体在复杂几何结构下的流动特性。 他们首先构建了一个适用于回风隅角的数学模型，对计算边界条件进行了深入分析，这是数值模拟的关键步骤，因为它确定了模拟区域的物理限制和外部影响因素。为了实现这一目标，他们选择了Fluent 6.0这款强大的计算流体动力学（CFD）软件，它能有效地处理三维空间内的复杂流场模拟。 通过实际的采煤工作面案例，他们模拟了工作面隅角的通风流场，特别是在有限空间内的典型截面，揭示了风流速度分布的特点。研究发现，回风隅角处的风速显著降低，接近采空区内部时风速进一步减小，这种低速流动使得来自采空区的瓦斯难以扩散，从而在回风隅角附近形成了瓦斯积聚。这一发现对于理解和预测瓦斯运移行为具有重要意义，也为解决回风隅角瓦斯积聚问题提供了重要的理论支持。 文章将研究成果归类于工程学领域，关键词包括“回风隅角”、“k-ε模型”、“流场”和“数值模拟”，表明了这项工作的核心内容和研究价值。这项工作不仅提升了我们对回风隅角通风流场动态的理解，还为优化通风设计、预防瓦斯事故提供了科学依据和技术手段。