煤火災害熱動力問題的數值方法與仿真

第1章 煤火熱動力現象與煤火災害
1.1 煤火現象與全球煤火現狀
1.1.1 煤火的基本概念與危害
1.1.2 全球煤火現狀
1.1.3 煤火研究的意義
1.2 地下煤火成因與煤自燃機理
1.2.1 地下煤火成因
1.2.2 煤炭自燃的理論基礎
1.3 國內外煤火問題研究現狀
1.3.1 煤火自燃機理研究
1.3.2 煤火熱動力系統(tǒng)研究
1.4 本書研究內容

第2章 煤火熱動力問題的數學描述與基本方程
2.1 煤火熱動力現象研究的基本方法
2.1.1 基于傳統(tǒng)多孔介質流動控制方程的數值模擬方法
2.1.2 基于兩相方法的數值模擬方法
2.1.3 基于微觀統(tǒng)計的數值模擬方法
2.2 描述煤自燃的化學反應方程
2.2.1 煤燃燒基本理論
2.2.2 煤燃燒化學反應
2.2.3 煤自燃特性
2.3 描述煤火熱動力過程的基本方程組
2.3.1 滲流連續(xù)性與動量方程
2.3.2 擴散方程與反應速率方程
2.3.3 能量方程
2.4 初始和邊界條件
2.4.1 初始條件
2.4.2 邊界條件

第3章 求解煤火滲流問題的數值方法
3.1 滲流模擬的數值方法
3.2 有限單元法求解滲流問題
3.2.1 有限單元法基本思想與分析步驟
3.2.2 伽遼金（Galerkin）法
3.2.3 等參元與數值積分
3.3 滲流問題的有限元分析
3.3.1 多場耦合有限元分析軟件COMsOL Multiphysics
3.3.2 COMSOL MuItiphysics滲流模擬

第4章 煤火傳熱問題的數值求解
4.1 傳熱問題的數值方法
4.1.1 數值傳熱基本思想
4.1.2 常用數值方法
4.1.3 求解步驟
4.2 能量方程的數值離散與求解
4.2.1 區(qū)域離散化
4.2.2 節(jié)點離散方程的建立
4.2.3 邊界條件處理
4.2.4 離散方程的求解
4.3 輻射換熱數值計算方法
4.3.1 氣固介質熱輻射特性的計算
4.3.2 熱輻射傳輸計算方法
4.4 耦合傳熱的數值模擬
4.4.1 耦合傳熱數值模型
4.4.2 耦合傳熱模擬與分析

第5章 煤火熱動力現象的數值模擬
5.1 煤火熱動力數值仿真
5.1.1 物理模型與參數
5.1.2 仿真結果
5.2 計算結果對模型參數的響應
5.2.1 滲透率
5.2.2 熱導率
5.2.3 邊界壓力
5.3 火區(qū)現場調查與模型驗證
5.3.1 火區(qū)調查與現場測量
5.3.2 結果比對
5.4 多層煤火熱特性演變分析
5.4.1 多層煤火模型
5.4.2 多層煤火熱特性仿真與分析

第6章 煤火熱動力演變規(guī)律數值分析
6.1 煤層自然發(fā)火特性及其影響
6.1.1 煤層低溫自燃變化規(guī)律
6.1.2 煤自燃傾向性對煤層自燃的影響
6.2 采動裂隙對煤火熱動力特性的影響
6.2.1 含頂板采動裂隙煤火模型
6.2.2 裂隙對煤火區(qū)內流動影響
6.2.3 裂隙對煤火溫度分布影響
6.3 燃燒深度對煤火熱動力特性的影響
6.3.1 燃燒深度對煤火區(qū)內溫度影響
6.3.2 燃燒深度對煤火區(qū)內流動影響

第7章 煤火災害防治的數值模擬
7.1 煤火熱動力災害的防治問題
7.1.1 煤田火災的探測問題
7.1.2 煤火治理問題
7.2 煤火的探測方法與數值模擬
7.2.1 煤火地球物理和化學特征及探測方法
7.2.2 高密度電法探測煤火的數值模擬
7.3 煤火治理方法與數值模擬
7.3.1 煤火治理方法
7.3.2 煤火治理過程的數值模擬
參考文獻