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裂隙岩体渗流—传热耦合的格林函数计算理论与参数敏感度分析

作　者: 郭家奇
导　师: 项彦勇
学　校: 北京交通大学
专　业: 岩土工程
关键词: 高放核废处置裂隙岩体渗流-传热耦合格林函数法数值模拟敏感度分析
分类号: TU46
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 92次
引　用: 1次
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内容摘要

本文以饱和裂隙岩体中高放核废料地下处置库方案规划为背景,首先,论述了裂隙岩体渗流-传热耦合的基本理论;然后,针对核废料地下处置库概念模型提出了考虑单裂隙岩体两侧岩层中二维热传导的渗流-传热耦合简化模型;第三,采用格林函数法,建立了半解析法计算流程并编制了相应的计算机程序;最后,通过算例,计算分析了单裂隙岩体渗流-传热耦合的基本特征及参数敏感度。通过对算例的计算表明,考虑岩层一维热传导和考虑岩层二维热传导这两种情况下裂隙岩体渗流-传热耦合的计算结果差异随距离裂隙的位置变化而不同。影响裂隙岩体渗流-传热耦合计算结果的主要因素为:裂隙开度、流体流速、岩层的热传导系数等。边界均布热源的存在会对裂隙岩体渗流-传热耦合作用下的温度分布产生很大影响。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究现状  11-13
    1.2.1 核废料处置库研究现状  11
    1.2.2 裂隙岩体温度场与渗流场耦合研究现状  11-13
  1.3 研究方法及研究内容  13-14
    1.3.1 研究方法  13
    1.3.2 研究内容  13-14
第二章裂隙岩体渗流-传热的基本理论  14-21
  2.1 引言  14
  2.2 裂隙岩体渗流理论  14-18
    2.2.1 裂隙岩体渗流的Darcy定律  14-16
    2.2.2 岩体渗流的控制微分方程  16-18
  2.3 裂隙岩体传热理论  18-21
    2.3.1 地下传热机制与本构方程  18-19
    2.3.2 地下水传热的控制微分方程  19-21
第三章裂隙岩体渗流-传热耦合的格林函数法计算理论  21-39
  3.1 引言  21-22
  3.2 考虑岩层二维热传导的渗流-传热耦合计算理论  22-29
    3.2.1 概念模型  22-23
    3.2.2 控制方程及定解条件  23-24
    3.2.3 格林函数法与数值积分求解  24-29
  3.3 有分布热源情况下裂隙岩体渗流-传热耦合格林函数计算理论  29-34
    3.3.1 概念模型  30-31
    3.3.2 控制方程及定解条件  31
    3.3.3 格林函数法与数值积分求解  31-34
  3.4 考虑岩层一维热传导的渗流-传热耦合计算理论  34-37
    3.4.1 概念模型  34-35
    3.4.2 控制方程及定解条件  35-36
    3.4.3 模型求解  36-37
  3.5 计算程序设计  37-39
第四章计算及分析  39-50
  4.1 引言  39
  4.2 参数选取  39-40
  4.3 无分布热源情况的计算与分析  40-45
    4.3.1 与解析解的比较  40-41
    4.3.2 岩石温度的计算结果  41-43
    4.3.3 参数敏感度  43-45
  4.4 带有边界热源情况下的计算  45-50
    4.4.1 裂隙流体与岩层温度计算结果  46-49
    4.4.2 均布热源热流密度的敏感度分析  49-50
第五章结论  50-51
参考文献  51-54
附录A  54-59
附录B  59-60
作者简历  60-62
学位论文数据集  62

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