岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (12): 3512-3521.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1994
田霄1, 2,叶祖洋1, 2,罗旺1, 2
TIAN Xiao1, 2, YE Zu-yang1, 2, LUO Wang1, 2
摘要: 深部岩体热能开发、利用及存储过程中普遍涉及裂隙渗流传热问题,粗糙裂隙几何结构对其渗流传热特性具有重要影响。通过逐次随机累加法,构建不同分形维数和标准差的粗糙裂隙几何模型;结合Navier-Stokes方程、动量和能量守恒方程,模拟粗糙裂隙渗流传热动态过程;研发岩体裂隙渗流传热试验系统,开展花岗岩裂隙渗流传热试验验证数值方法的可靠性;然后分析不同分形维数与标准差条件下粗糙裂隙渗流传热特性的变化规律。结果表明:水岩换热作用随着时间推移逐步下降,热锋面贯通后进入热平衡阶段;随着分形维数的增大和标准差的减小,由于优势流效应显著增强,总体换热特性减弱,因此平均对流换热系数逐步减小;局部对流换热系数与裂隙的平均开度和中线最大高程差值呈正相关关系;局部努塞尔数随分形维数增大而增大,在出口处达到峰值。
中图分类号: TU451| [1] | 沈扬, 沈嘉毅, 梁晖, 樊科伟. 基于3D打印技术的仿真钙质砂三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2353-2362. |
| [2] | 许庆钊, 史文豹, 常聚才, 苗壮, 闫澳运, 李传明, 齐潮. 不同加载速率含水煤样力学响应及宏微观破坏机制研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(3): 881-893. |
| [3] | 董佳斌, 鲁一帆, 金毅, 董文浩, 侯鹏, 刘顺喜, 牛然. 彭水页岩节理面形貌的分形特征及基于节理粗糙度系数的各向异性表征[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3549-3561. |
| [4] | 龚囱, 戚燕顺, 缪浩杰, 肖琦, 熊良锋, 曾鹏, 赵奎, . 考虑裂纹分形维数的平行黏结模型细观参数标定的神经网络模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 327-336. |
| [5] | 胡锦方, 杨启贵, 熊堃, 马刚, 程家林, 周伟, 常晓林, . 软岩筑坝颗粒的破碎特性试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 359-370. |
| [6] | 张科, 关世豪, 齐飞飞, 徐奕, 金克盛, . 冲刷作用下砂岩宏观力学特性及微观结构[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 1929-1938. |
| [7] | 王培涛, 黄浩, 张博, 王路军, 杨毅, . 基于3D打印的粗糙结构面模型表征及渗流特性试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(3): 725-736. |
| [8] | 崔溦, 裴介渲, 江志安, . 动水作用下岩体裂隙中颗粒运动规律的试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(10): 2870-2878. |
| [9] | 刘宏伟, 陈世江, 许有俊, 张旭, 鲍先凯, . 基于Weierstrass-Mandelbrot函数的岩体裂隙映射重构[J]. 岩土力学, 2024, 45(10): 3058-3070. |
| [10] | 王洪建, 崔炎宗, 袁广祥, 赵菲, 张翼宇, 黄志全. 基于单轴压缩试验的不同风化程度花岗岩分形特征分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2249-2265. |
| [11] | 辛子朋, 柴肇云, 孙浩程, 李天宇, 刘新雨, 段碧英. 砂质泥岩峰后破裂承载特征与块体分布规律研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2369-2380. |
| [12] | 于洋, 王泽华, 唐才萱. 单轴压缩下酸腐蚀花岗岩能量演化与分形特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 1971-1982. |
| [13] | 甘磊, 刘玉, 张宗亮, 沈振中, 马洪影, . 岩体裂隙粗糙度表征及其对裂隙渗流特性的影响[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1585-1592. |
| [14] | 王立, 倪彬, 谢伟, 王书昭, 寇坤, 赵奎, . 不同粒径黄砂岩微观−宏观裂纹演化机制研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 373-381. |
| [15] | 冯晨, 李江山, 刘金都, 薛强, . 砷、镉复合污染土击实特性及微观结构试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 171-182. |
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