基巖裂隙在自然界中分布廣泛,而基巖裂隙在自然中主要以網(wǎng)絡(luò)形式存在,交叉裂隙作為構(gòu)成裂隙網(wǎng)絡(luò)的基本單元,交叉裂隙的幾何屬性又是影響裂隙水的水力特性的一個(gè)重要指標(biāo),但是如何解釋和量化一直是基巖水文地質(zhì)領(lǐng)域挑戰(zhàn)性問題。本文以Fluent6.3.26模擬軟件為工具,設(shè)計(jì)“人字形”的“一進(jìn)兩出”交叉裂隙模型,進(jìn)口的一段為A,分開流出的段分別為B和C出。其中B裂隙是參照裂隙,通過改變C裂隙介質(zhì)的節(jié)理粗糙系數(shù)JRC（Joint Roughness Coefficient）、隙寬、交叉角度來分析不同幾何屬性條件下水流在交叉裂隙介質(zhì)中的流動特征,并分析相關(guān)參數(shù)與幾何屬性變化之間的關(guān)系,取得主要研究成果和結(jié)論如下:（1）隨著C裂隙節(jié)理粗糙系數(shù)（JRC）的增加、隙寬比的增加、裂隙交叉角度的增加,支裂隙C的紊流現(xiàn)象越來越大。（2）交叉裂隙介質(zhì)中的V-J曲線呈明顯的非線性關(guān)系,隨著裂隙節(jié)理粗糙系數(shù)的增加、隙寬以及交叉角度的增加非線性關(guān)系越來越明顯。通過計(jì)算慣性系數(shù)項(xiàng)β,發(fā)現(xiàn)隨著裂隙粗糙度、交叉角度的增加,β值呈增大趨勢;隨著隙寬的增大,其慣性項(xiàng)系數(shù)β逐漸減小。（3）通過q-J擬合曲線發(fā)現(xiàn),水力梯度與流量之間存在... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 單個(gè)裂隙水研究
        1.2.2 網(wǎng)絡(luò)裂隙水研究
        1.2.3 交叉裂隙水研究
        1.2.4 數(shù)值模擬的研究
        1.2.5 Fluent的使用進(jìn)展
    1.3 本文的研究方法及內(nèi)容
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 裂隙水滲流的基本理論及FLUENT軟件
    2.1 裂隙水滲流
        2.1.1 裂隙介質(zhì)
        2.1.2 幾何特征
        2.1.3 單裂隙水流基本方程
    2.2 裂隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及水偏流效應(yīng)
        2.2.1 交叉裂隙水運(yùn)動基本概念
        2.2.2 網(wǎng)絡(luò)裂隙水運(yùn)動模型
    2.3 計(jì)算流體力學(xué)
        2.3.1 CFD理論架構(gòu)
        2.3.2 FLUENT軟件
第三章 交叉裂隙物理模型及數(shù)值模擬
    3.1 交叉裂隙水物理模型
        3.1.1 幾何模型的建立與網(wǎng)格劃分
    3.2 數(shù)學(xué)模型
    3.3 模型求解
    3.4 數(shù)值模擬結(jié)果合理性分析
第四章 模擬結(jié)果及基本規(guī)律分析
    4.1 速度云圖分析
    4.2 平均流速與水力梯度的關(guān)系
    4.3 幾何屬性對慣性系數(shù)β的影響
    4.4 平均流量與水力梯度的關(guān)系
    4.5 不同幾何屬性對交叉裂隙偏流的影響
        4.5.1 流量分配比率與雷諾數(shù)的關(guān)系
        4.5.2 速度流線圖
        4.5.3 裂隙交叉處的壓力降變化
        4.5.4 摩擦阻力與雷諾數(shù)的關(guān)系
第五章 結(jié)論及展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]破斷巖體裂隙的流體流動特性研究[D]. 朱紅光.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2012



本文編號：3682621