掘进作业面压入式通风温度场数值模拟

《掘进作业面压入式通风温度场数值模拟》是一篇关于矿井通风系统中温度分布研究的学术论文。该论文主要探讨了在煤矿掘进作业面采用压入式通风方式时，如何通过数值模拟的方法对温度场进行分析和预测。文章旨在为矿井通风设计提供科学依据，提高作业环境的安全性和舒适性。

在矿井生产过程中，通风系统是保障作业安全的重要环节。尤其是在掘进作业面，由于空间狭小、设备密集以及人员活动频繁，空气流动复杂，容易形成局部高温区域。这些高温区域不仅影响工人的身体健康，还可能引发安全事故。因此，对掘进作业面的温度场进行准确模拟具有重要意义。

该论文采用了计算流体力学（CFD）方法，结合热力学原理，对掘进作业面的压入式通风系统进行了数值模拟。作者首先建立了掘进作业面的三维几何模型，并根据实际工况设定了边界条件。随后，利用有限体积法对控制方程进行离散化处理，求解出温度场的分布情况。

论文中详细描述了数值模拟的步骤和参数设置。例如，作者考虑了通风风速、巷道形状、设备散热等因素对温度场的影响。通过对不同工况下的模拟结果进行对比分析，发现通风风速的增加可以有效降低温度，但过高的风速可能导致能耗增加和风流紊乱。此外，巷道的形状和布局也对温度分布有显著影响。

在模拟过程中，作者还引入了湍流模型来提高计算精度。常用的湍流模型包括标准k-ε模型和RNG k-ε模型等。经过比较，作者认为RNG k-ε模型在处理复杂流动时表现更为稳定，能够更准确地反映温度场的变化。

论文还讨论了温度场模拟结果的实际应用价值。通过对模拟数据的分析，可以识别出温度较高的区域，并据此优化通风系统的设计。例如，在高温区域增加局部通风设备或调整风流方向，可以有效改善作业环境。此外，模拟结果还可以用于制定应急预案，预防因温度过高而导致的事故。

为了验证数值模拟的准确性，作者还进行了实验测试。实验选取了实际矿井中的掘进作业面，测量了不同位置的温度数据，并与模拟结果进行对比。结果显示，数值模拟的结果与实验数据基本一致，表明该方法具有较高的可信度。

此外，论文还提出了未来研究的方向。例如，可以进一步考虑多物理场耦合的影响，如湿度、气体浓度等因素对温度场的综合影响。同时，也可以探索人工智能技术在通风系统优化中的应用，以提高模拟效率和预测精度。

总的来说，《掘进作业面压入式通风温度场数值模拟》是一篇具有实用价值和理论意义的研究论文。它不仅为矿井通风系统的设计提供了新的思路，也为提升矿井作业环境的安全性提供了科学依据。随着矿山开采深度的不断增加，通风问题将变得更加复杂，因此，对温度场的深入研究显得尤为重要。