發(fā)布時間：2018-04-23 18:47

  本文選題：格子Boltzmann + 節(jié)理裂隙粗糙度系數(shù)��； 參考：《昆明理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：格子玻爾茲曼方法模擬巖體裂隙滲流場,較傳統(tǒng)的數(shù)值模擬具有天生的并行特性、邊界條件處理簡潔、程序易于實施、能得到清晰的物理圖像等獨特優(yōu)勢。通過JRC數(shù)值生成法建立起在一定范圍內(nèi)的節(jié)理粗糙度系數(shù)JRC的二維巖體吻合裂隙結(jié)構(gòu);通過中點插值法生成了JR 值在一定范圍內(nèi)的三維巖體結(jié)構(gòu)裂隙面�；诟褡硬柶澛椒�(LBM),設(shè)置出入口為非平衡態(tài)外推格式、上下巖體裂隙表面為標(biāo)準(zhǔn)反彈格式、鏡面反彈格式或周期性邊界處理法,建立了模擬巖體裂隙滲流模型。通過C++編程實現(xiàn)格子玻爾茲曼方法模擬并驗證了經(jīng)典的泊肅葉流動,計算了不同JRC值粗糙裂隙面下的滲流特性,討論了節(jié)理面粗糙度系數(shù)JRC、壓力差的大小和裂隙寬度對線性流流態(tài)的影響。本文做的主要工作如下:(1)用巖體粗糙單裂隙面的JRC~(2D)數(shù)值生成法。該方法只需要在Visual Studio的源程序中運用a,bi,c,,四個參數(shù)便就可以生成一定粗糙度的單裂縫,在這四個參數(shù)中ci·和名這兩個參數(shù)可以起到控制相對起伏幅度Ra值的功用;而伸長率R值則由ai,bi,ci,di四個參數(shù)值共同決定。只要控制這四個簡單的參數(shù)就可以生成一個特定JRC值的二維粗糙巖體節(jié)理裂隙面。該方法操作方便、操作性極強,具有廣闊的發(fā)展前景。(2)通過控制變量法,研究一定節(jié)理粗糙度系數(shù)JRC的巖體裂隙滲流特性與壓力差△P和隙寬b之間函數(shù)關(guān)系。(3)節(jié)理裂隙粗糙度系數(shù)JRC和立方定理中的指數(shù)n值之間成逆相關(guān)線性函數(shù)關(guān)系。當(dāng)裂隙結(jié)構(gòu)面越粗糙,對流場動能的消耗約嚴(yán)重,所以流量會減少,倒推得到n值也會減少,致使了次立方滲流的誕生。本文利用格子玻爾茲曼方法驗證了泊肅葉流;并用格子玻爾茲曼方法研究了二維、三維兩種情況下的巖體裂隙滲流,這些研究不但對實際工程應(yīng)用具有指導(dǎo)意義,而且進一步加深了我們對巖體裂隙滲流的理解和認(rèn)識。
[Abstract]:The lattice Boltzmann method is superior to the traditional numerical simulation in simulating the seepage field of fractured rock mass, which has the advantages of natural parallelism, simple boundary condition processing, easy implementation of the program, and the ability to obtain clear physical images. Through the JRC numerical generation method, the 2D rock mass coincidence fracture structure with joint roughness coefficient JRC is established in a certain range, and the 3D rock structure fracture plane with Jr value in a certain range is generated by the midpoint interpolation method. Based on the lattice Boltzmann method and the non-equilibrium extrapolation scheme, the seepage model of the rock mass fracture is established by setting the entrance as the non-equilibrium extrapolation scheme, the upper and lower rock cranny surface as the standard rebound scheme, the mirror surface rebound scheme or the periodic boundary treatment method. The lattice Boltzmann method is used to simulate and verify the classical Poisson flow, and the percolation characteristics of rough fracture surfaces with different JRC values are calculated. The effects of roughness coefficient JRC, pressure difference and crack width on the linear flow state are discussed. The main work of this paper is as follows: (1) using the JRCU 2D) numerical method of the rough single fracture plane of rock mass. This method only needs to use a Visual Studio source program, and four parameters can produce a single crack with a certain roughness. In these four parameters, ci and name can control the relative fluctuation amplitude Ra value. The R value of elongation is determined by the four parameter values. Once the four simple parameters are controlled, a two-dimensional joint and fissure plane with a specific JRC value can be generated. This method is easy to operate, highly operational, and has a broad prospect of development. The relationship between the seepage characteristics of rock mass fractures with certain joint roughness coefficient (JRC) and the function relationship between pressure difference P and gap width b) between the roughness coefficient JRC of joints and the exponent n value in cubic theorem is studied. When the fracture surface is rougher, the kinetic energy of the flow field will be consumed seriously, so the flow rate will be reduced, and the n value will be reduced, which will lead to the birth of sub-cubic seepage. In this paper, the lattice Boltzmann method is used to verify the Poisuye flow, and the lattice Boltzmann method is used to study the seepage of rock mass fractures in two and three dimensions. These studies are not only of guiding significance to the practical engineering application, but also of great significance to the application of the lattice Boltzmann method. Moreover, it further deepens our understanding and understanding of rock mass fracture seepage.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU45

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張霞;李鳳濱;盛金昌;詹美禮;羅玉龍;;格子Boltzmann方法模擬土體滲流場研究[J];水電能源科學(xué);2012年10期

2 梁功有;曾忠;姚麗萍;張良奇;邱周華;梅歡;;二維方腔內(nèi)熱表面張力流的格子Boltzmann方法模擬[J];重慶大學(xué)學(xué)報;2012年09期

3 閻廣武，邵顯，，胡守信;用格子Boltzmann方法研究波及其粘性實驗[J];吉林大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報;1996年04期

4 呂曉陽,李華兵;用格子Boltzmann方法模擬高雷諾數(shù)下的熱空腔黏性流[J];物理學(xué)報;2001年03期

5 解建飛;鐘誠文;張勇;尹大川;;基于熱格子Boltzmann方法的自然對流數(shù)值模擬[J];力學(xué)學(xué)報;2009年05期

6 湯波;李俊峰;王天舒;;帶自由面流體運動的單相格子Boltzmann方法模擬[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年11期

7 杲東彥;陳振乾;;孔密度對泡沫金屬基相變材料融化傳熱的影響——格子Boltzmann方法數(shù)值模擬[J];太陽能學(xué)報;2012年09期

8 欒輝寶;徐輝;陳黎;陶文銓;;有限容積法與格子Boltzmann方法耦合模擬傳熱流動問題[J];科學(xué)通報;2010年32期

9 何超;何雅玲;謝濤;劉清;;基于格子Boltzmann方法的纖維增強氣凝膠復(fù)合材料等效熱導(dǎo)率求解[J];工程熱物理學(xué)報;2013年04期

10 曾建邦;李隆鍵;廖全;蔣方明;;池沸騰中氣泡生長過程的格子Boltzmann方法模擬[J];物理學(xué)報;2011年06期

相關(guān)會議論文 前7條

1 梁功有;曾忠;張永祥;張良奇;姚麗萍;邱周華;;封閉方腔內(nèi)自然對流的格子Boltzmann方法模擬[A];重慶力學(xué)學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

2 鄧義求;唐政;董宇紅;;基于格子Boltzmann方法對氣動聲學(xué)的應(yīng)用研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

3 唐政;鄧義求;董宇紅;;基于格子Boltzmann方法對多孔介質(zhì)壁湍流減阻減噪機理的研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

4 鄧林;張云;解孝林;周華民;;共混高聚物剪切粘度的格子Boltzmann方法模擬[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第14分會：流變學(xué)[C];2014年

5 王星;謝華;;基于浸入邊界-格子Boltzmann方法的仿生機器魚的數(shù)值模擬[A];第十三屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十六屆全國水動力學(xué)研討會論文集——C計算流體力學(xué)[C];2014年

6 戴傳山;劉學(xué)章;;格子Boltzmann方法用于多孔介質(zhì)與自由流體開口腔體內(nèi)自然對流的數(shù)值模擬研究[A];中國地球物理學(xué)會第二十七屆年會論文集[C];2011年

7 李學(xué)民;曹俊興;王興建;;利用格子Boltzmann方法模擬孔隙介質(zhì)中的流體滲流[A];中國地球物理學(xué)會年刊2002——中國地球物理學(xué)會第十八屆年會論文集[C];2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊鑫;基于格子Boltzmann方法的橢球粒子在簡單流體中的運動研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

2 龔帥;親疏水性對池沸騰傳熱影響的格子Boltzmann方法研究[D];上海交通大學(xué);2015年

3 任俊杰;基于格子Boltzmann方法的頁巖氣微觀流動機理研究[D];西南石油大學(xué);2015年

4 譚玲燕;用格子Boltzmann方法模擬圓柱的攪動流動及減阻[D];吉林大學(xué);2011年

5 柴振華;基于格子Boltzmann方法的非線性滲流研究[D];華中科技大學(xué);2009年

6 丁麗霞;用于模擬粘性流體流動的格子Boltzmann方法[D];吉林大學(xué);2009年

7 張婷;多孔介質(zhì)內(nèi)多組分非均相反應(yīng)流的格子Boltzmann方法研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 魯建華;基于格子Boltzmann方法的多孔介質(zhì)內(nèi)流動與傳熱的微觀模擬[D];華中科技大學(xué);2009年

9 張文歡;基于格子Boltzmann方法的撞擊流流動不穩(wěn)定性的數(shù)值研究[D];華中科技大學(xué);2013年

10 宋香霞;用格子Boltzmann方法分析燃料電池陽極的三維結(jié)構(gòu)和性能[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蘭中周;一類非線性偏微分方程的格子Boltzmann方法[D];東華理工大學(xué);2014年

2 李冬杰;基于格子Boltzmann方法的顱內(nèi)動脈瘤直血管和彎曲血管三維數(shù)值研究[D];華中科技大學(xué);2014年

3 年玉澤;基于Boltzmann方法的植被發(fā)育斜坡土體大孔隙滲流研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

4 姜繼鼎;基于格子Boltzmann方法的活性粒子布朗運動的數(shù)值模擬研究[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

5 史文秋;基于格子Boltzmann方法的細微通道內(nèi)脈沖加熱下沸騰相變的研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

6 李蓉;基于晶格Boltzmann方法的三維旋轉(zhuǎn)流體中二次流研究[D];廣西師范大學(xué);2016年

7 王特;求解含跳系數(shù)的單溫輻射擴散方程的格子Boltzmann方法[D];湘潭大學(xué);2016年

8 楊超;基于格子Boltzmann方法的微尺度氣體流動模擬[D];東北大學(xué);2013年

9 孫爍然;利用非均勻格子Boltzmann方法研究支架對顱內(nèi)動脈瘤血流動力學(xué)的影響[D];華中科技大學(xué);2015年

10 陳慧;基于晶格Boltzmann方法研究接觸角的測量和遲滯[D];廣西師范大學(xué);2017年

本文編號：1793160