利用CFD软件对巷道内的湍流流场以及常见的通风系统进行仿真研究。通过无辅助设备的流速及甲烷浓度仿真模型、带排气通风设备的流速及甲烷浓度仿真模型进行整合,并进行仿真,提出了布风板和排气通风相互结合的通风形式。从仿真结果可以看出:这种将风布板和排汽通风两种方式相结合的通风形式,可以有效地对巷道内的甲烷稀释,将巷道内的甲烷值降低到安全要求的最高标准;但是这种方式在巷道内的布置占地面积较大,如果有效布局,可达到更好的排汽效果。该仿真结果可为今后煤矿开采领域的通风系统的设计提出新的发展方向。 格朗日公式预测长壁工作面灰尘分布。Tomata等（1999）扩展了CFD模型通过包括物种方程来预测甲烷的分散。Wala等人（2003）开发了长壁通风的CFD模型并用甲烷浓度的实验室规模数据验证了该模型。Canoo（2004）开发了多相Eularian模型预测更复杂几何形状的灰尘行为。帕拉等人（2006）模拟地下隧道的流动特性与实验验证对应。Aminosadati和Hooman（2008）通过CFD模拟研究了在横切区域隔板长度对空气流速的影响。2仿真模型及仿真方法三维地下采煤模型为（见图1）。 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name计算区域模型的创建使用的是商业软件Gambit2.3.16；该软件可用于创建CAD软件使用的模型，并对其网格化（结构化和非结构化的）和标签边界条件；三种不同数量的网格，即5×105、1×106和2×106，并进行了局部压力比较。当网格为1×106和2×106时，局部压力仅仅相差1%，通风系统优化设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压弯管机滚弧机折弯机而5×105网格与最高数量的网格相比，其局部压力偏差比较大，因此，约100万个元素的网格就足够用于数值仿真研究目的：在隧道中间附近的精细结构到墙壁网格越来越粗糙，主要是为了降低计算成本。控制方程及其对应的湍流模型和边界条件使用商业CFD软件Fluent6.3.26解决；该软件基本上是一个基于有限体积法的多用途CFD软件，能够解决复杂的流体力学，传热，燃烧，多相，粒子追踪等。方程式用众所周知的半隐式压力连接方程（SIMPLE）算法，二阶逆风离散化和代数多重网格方法。收敛值都设定为1×总第186期2018年第10期机械管理开发数学和计算机建模将在设计，维护，创新和优化方面发挥重要作用，这也是本文模型选择的重要目的。4交叉部分巷道通风仿真研究到目前为止，交叉部分巷道通风仿真研究比较少，但是是极为重要的内容。因为，在实际工作中甲烷的更多惠及对煤矿安全生产是极为不利的。常常使用的通风手段有不设通风设备、带排气通风、用风布板。注意在仿真使用的辅助设备，例如风布板，风管直径和风机功率额定值是典型的地下煤炭开采使用设备；风扇特性曲线是根据风扇制造商设计的。图3给出了无辅助设备的流速及甲烷浓度情况，存在极低的空气速度死区。过低的流速直接反应在过高的甲烷浓度上（超过2%的允许浓度）。当风扇放置时在排气模式中，如图4所示，可以看到大部分空气风扇吸进的空气来自主流（新鲜空气），而不是死区区域。在这个设计中，甲烷在结合处聚集至多1.5%；根据一些发达国家的规定，例如，德国和英国，这种水平的甲烷浓度是不允许的，而法国、西班牙、美国和中国则允许这种浓度，所以说这种设计方式是在我国是可以被采用的。其次布风板的设计，死区范围内流速的改善已经在很多实际情况中被采用；但在隧道中间再循环带甲烷浓度略高现象，在某些场合是不允许的。所以，结合以往的研究证明，单辅助通风是不足够使用空气流动来稀释死区面积内部的甲烷。所以，将布风板和排气设备相结合来改善通风系统现在，成为今后研究的重要内容，我们将上述两个模型进行了整合，并进行了仿真，如图5所示。从图5可以很清晰地看出，将布风板和排气通风两种方式相互结合，可以有效地对巷道内的甲烷进行稀释，这种通风手段的实施，可以将巷道通风系统优化设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压弯管机滚弧机折弯机 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name