Modelowanie trójwymiarowych przepływów powietrza w wyrobiskach górniczych

Autor: M. Branny

W niektórych zagadnieniach aerologii górniczej zachodzi potrzeba wyznaczania trójwymiarowych pot wielkości wektorowych i skalarnych.

Określenie parametrów klimatycznych powietrza c/y rozkładu stężeń gazów szkodliwych w wyrobiskach komorowych lub przodkach wyrobisk ślepych wiąże się z wcześniejszym wyznaczeniem pola prędkości.

W pracy przedstawiono numeryczną metodę wyznaczania trójwymiarowych, stacjonarnych pól prędkości w geometrycznie prostych obszarach o kształcie prostopadłościanu.

Podstawy modelu matematycznego stanowią równania Navier-Stokes'a i ciągłości, które uzupełnione o dwurównaniowy model turbulencji k-r tworzą zamknięty układ równań.

Rozwiązanie uzyskano metodą różnic skończonych, stosując uproszczoną metodę SIMPLER. Człony konwekcyjne aproksymowano schematem hybrydowym.

Układy równań różnicowych rozwiązywano metodą ADI.

W pracy zamieszczono przykład numerycznego wyznaczania trójwymiarowego pola prędkości przy przepływie powietrza przez komorę.

Wyniki obliczeń przedstawiono w formie graficznej w postaci rzutów wektorowego pola prędkości na płaszczyzny prostopadle do układu współrzędnych.

Przedstawiono wyniki podjętej próby weryfikacji modelu.