粉质粘土层冻结温度场-声场耦合数值模拟及实测研究
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  • 英文篇名:Numerical Simulation of Freezing Temperature Field-sound Field Coupling in Silty Clay Layer
  • 作者:郑新赟 ; 韩圣铭 ; 张基伟 ; 许舒荣
  • 英文作者:ZHENG Xin-yun;HAN Sheng-min;ZHANG Ji-wei;XU Shu-rong;China Coal Research Institute;Beijing China Coal Mine Engineering Company Ltd.;National Engineering Laboratory for Deep Shaft Construction Technology in Coal Mine;
  • 关键词:冻结壁 ; 超声波 ; 温度场 ; 声场 ; 数值模拟
  • 英文关键词:frozen wall;;ultrasonic;;temperature field;;sound field;;numerical simulation
  • 中文刊名:MKSJ
  • 英文刊名:Coal Engineering
  • 机构:煤炭科学研究总院;北京中煤矿山工程有限公司;煤矿深井建设技术国家工程实验室;
  • 出版日期:2019-02-20
  • 出版单位:煤炭工程
  • 年:2019
  • 期:v.51;No.494
  • 基金:国家自然基金青年基金项目(51804157);国家自然基金面上项目(51774183);; 煤炭科学研究总院科技创新基金(2016ZYQN002)
  • 语种:中文;
  • 页:MKSJ201902027
  • 页数:6
  • CN:02
  • ISSN:11-4658/TD
  • 分类号:128-133
摘要
为了研究不同冻结阶段超声波声学信号的响应特征,采用COMSOL软件固体传热和压力声学模块,提出了热-声单向耦合数值模拟方法。获得了不同冻结阶段两冻结孔之间的温度场演化特征及超声波声学参数变化规律。结果表明:与冻结90d相比,冻结25d、40d、42d的声压分别衰减51. 83%、51. 48%、10. 29%;冻结壁交圈峰值声压比未交圈峰值声压增大了45. 91%;随着冻结时间增长(25d、40d、42d、90d),超声波平均声速分别为2088m/s、2379m/s、2670m/s、2885m/s。根据现场检测结果可知,该耦合方法模拟值与实测值误差在5%以内,可作为预测不同冻结阶段冻结壁超声波声学参数的有效手段。
        In order to study the response characteristics of ultrasonic acoustic signals in different freezing stages,a thermoacoustic unidirectional coupling numerical simulation method was proposed using COMSOL software solid heat transfer and pressure acoustic module. The temperature field evolution characteristics and the variation of ultrasonic acoustic parameters between the two freezing holes in different freezing stages were obtained. The results are as follows: the reduction of 25 d,40 d and 42 d sound pressure are 51. 83%,51. 48% and 10. 29% respectively than 90 d; the peak sound pressure of the frozen wall intersection is 45. 91% higher than the peak sound pressure of the uncrossed circle; ultrasonic average velocity are 2088 m/s,2379 m/s,2670 m/s and 2885 m/s respectively increase with freezing time(25 d、40 d、42 d、90 d). According to the on-site test results,the measured value of the field and the simulated value are within 5%,which prove this numerical simulation method can be an effective method to forecast acoustic parameters of freezing wall at different stages.
引文
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