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文档简介

基于热流固耦合的瓦斯抽采数值模拟研究的开题报告摘要：本文基于热流固耦合理论，对瓦斯抽采过程中的热传导、气体扩散以及矿岩变形等问题进行数值模拟研究。研究采用有限元方法建立了三维热力学数学模型，通过对模型的求解获得了热场、应力场和位移场的分布规律，并对瓦斯抽采的影响进行了分析。关键词：瓦斯抽采；有限元方法；热力学；数值模拟；矿岩变形。一、研究背景与意义瓦斯抽采是煤矿生产中的重要环节之一，对于提高煤矿安全生产和降低煤炭资源的损失有着重要的作用。在瓦斯抽采过程中，气体扩散、矿岩变形和热传导等问题是关键的瓶颈。为了更好地理解这些问题影响瓦斯抽采效果的特点，本文使用有限元数值模拟方法，通过热力学、固力学和流体力学中的热流固耦合理论，研究了瓦斯抽采过程中的热传导、气体扩散以及矿岩变形等问题。该研究可以为煤矿工业提供理论支撑和技术指导，提高瓦斯抽采的效率和质量。二、研究内容和方法1.研究内容(1)瓦斯抽采过程中气体扩散规律；(2)瓦斯抽采对矿岩应力场的影响；(3)瓦斯抽采过程中热传导特性；(4)瓦斯抽采对矿岩变形的影响。2.研究方法(1)有限元数值模拟方法；(2)热力学、固力学、流体力学理论；(3)MATLAB、ABAQUS等模拟软件。三、研究进度安排1.第一阶段（4周）(1)查阅文献，了解瓦斯抽采的基本原理和研究现状；(2)熟悉数值模拟方法以及相应软件使用。2.第二阶段（6周）(1)建立热力学数学模型，研究瓦斯抽采过程中的热传导问题；(2)得到热场的分布规律，探究温度场的变化对瓦斯扩散的影响。3.第三阶段（6周）(1)建立固力学数学模型，研究瓦斯抽采对矿岩应力场的影响；(2)得到应力场的分布规律。4.第四阶段（6周）(1)建立流体力学数学模型，研究瓦斯抽采对矿岩变形的影响；(2)得到位移场的分布规律。5.第五阶段（4周）(1)对模型的结果进行分析，得出结论；(2)撰写论文并进行答辩。四、预期成果1.建立热力学、固力学和流体力学的瓦斯抽采数值模型，探究气体扩散、矿岩应力场的变化规律和变形特性；2.建立瓦斯抽采过程中热流固耦合的理论模

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