FLUENT模拟下的采空区瓦斯流场特性与危险源识别

"基于FLUENT的采空区瓦斯场数值模拟分析是一篇由郑永坤、罗新荣等人合作完成的首发论文，发表在中国矿业大学安全工程学院，主要针对的是采空区瓦斯的流动特性进行深入研究。该研究利用CFD软件Fluent进行数值模拟，旨在理解和预测采场气体在U型通风条件下的压力分布、风速变化以及瓦斯的迁移行为。多孔介质模型在这里被引入，因为采空区实质上是由断裂的岩层和大量的孔隙组成的，这使得气体流动表现出类似空气在多孔介质中的渗流特性。 CFD技术在这一研究中发挥了关键作用，它通过将连续的物理场如速度场和压力场离散化，转化为一系列代数方程组，然后求解这些方程来近似得到场变量的值。在Fluent中，多孔介质模型考虑了固体骨架与微小空隙之间的相互作用，其中包括额外的动量损失，这部分由粘性损失项（Darcy定律）和可能的湍流效应估算组成。尽管多孔介质模型在处理加速流动时存在局限性，但在采空区瓦斯流动的研究中，它提供了重要的理论支持。 论文的重点在于揭示采空区气体流动的一般规律和浓度分布，特别是对于上隅角和回风巷区域，这些地方被发现是瓦斯积聚的热点，从而被识别为潜在的瓦斯危险源。通过这种数值模拟，研究人员可以为矿井安全管理提供数据支持，帮助优化通风策略，降低瓦斯爆炸的风险。 这篇论文不仅展示了Fluent在模拟复杂气体流动中的实用价值，也强调了多孔介质模型在处理采空区瓦斯问题中的必要性。通过这种方法，科学家们得以深入理解采空区瓦斯动态，为煤炭行业的安全生产提供科学依据和技术指导。"