[发明专利]一种在渗流传热耦合作用下岩体温度的计算方法

摘要

本发明涉及一种在渗流传热耦合作用下岩体温度的计算方法，包括以下步骤：建立裂隙一维流动传热模型；确定需要计算温度的时间和位置；计算s值；对应s建立关于拉氏变换域内裂隙水温度的包含n个未知量的n维线性方程组；根据向量，计算拉氏变换域内岩层指定点的温度；判断是否每个s都计算完毕；根据拉氏变换域内岩层指定点的温度，通过数值拉氏逆变换，计算时间域内裂隙水温度和岩层指定点温度；判断是否每个时间和位置都计算完毕；输出时间域内裂隙水温度和岩层内指定点温度。

主权项

一种在渗流传热耦合作用下岩体温度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立裂隙一维流动传热模型，所述裂隙一维流动传热模型具有以下定义：两侧隔水岩层不渗透，水仅在裂隙内部沿裂隙方向做一维流动，且流动状态为稳定层流；岩层中既有垂直于裂隙方向的热传导也有平行于裂隙方向的热传导；裂隙开度恒定；以平行于裂隙方向的方向为x轴，以垂直于裂隙方向的方向为y轴；定义以下参数：裂隙水和岩层的初始温度T(x,y,0)＝T₀，裂隙计算起点的水温T(0,0,t)＝T^*，T_D(x,y,t)为相对温度差，为T_D(x,y,t)的拉氏变换；步骤2，确定需要计算温度的时间t和位置(x,y)；步骤3，根据s＝n_s*ln2/t，计算s值，其中，s为拉普拉斯变换系数，n_s＝1,2,...,N，N为离散拉氏变换参数的个数；步骤4，对应s建立关于拉氏变换域内裂隙水温度的包含n个未知量的n维线性方程组，如下：$\[A\]\left\{\tilde{T}\right\}=\left\{b\right\}$其中，[A]表示n维线性方程组中的系数矩阵，{b}表示n维线性方程组的右端项向量，通过该方程组求解出即为向量；步骤5：根据向量，计算拉氏变换域内岩层指定点的温度；步骤6：判断是否每个s都计算完毕，是则进行下一步，否则返回步骤3；步骤7：根据拉氏变换域内岩层指定点的温度，通过数值拉氏逆变换，计算时间域内裂隙水温度和岩层指定点温度；$f\left(t\right)=\frac{ln2}{t}\underset{n_s=1}{\overset{N}{\Σ}}{c}_{n_s}L\left(\frac{ln2}{t}{n}_s\right)$其中，步骤8：判断是否每个时间和位置都计算完毕，是则进行下一步，否则返回步骤2；步骤9：输出时间域内裂隙水温度和岩层内指定点温度。