毕业论文_终稿打印

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1、本论文以煤矿采空区瓦斯所带来的安全隐患为背景，以偏微分方程理论为基础，通过对采空区渗流流场和瓦斯浓度场控制微分方程的分析，将偏微分方程的有限差分法应用到采空区流场的数值计算中，重点求解了采空区的瓦斯浓度分布。本论文总共分成四部分对问题进行讨论。首先，主要对煤炭资源在能源上的重要地位，煤炭在开采过程中所发生的安全事故和国内外对减轻瓦斯存在所带来的隐患在领域中所进行的研究状况进行了概述。其次，对与采空区流场相关的基础理论进行分析，其中针对流体力学中的质量守恒，动量守恒，能量守恒等定理引出了文中的连续方程，动量方程和能量方程等一组控制方程。而根据控制方程所涉及的瓦斯浓度变量可以得到浓度

2、场方程。再次，对偏微分方程的有限差分法进行了简单介绍，本论文重点就是用该方法求解浓度场方程。最后，则是用介绍的有限差分法进行数值计算的求解过程，该部分对流场控制方程用有限差分法进行的数值计算构成了本论文的核心内容。关键词采空区有限差分瓦斯浓度场数值计算IAbstractThispaperbroughtbycoalgobgasinthesafehiddentroubleasabackground,basedonthePDEtheoryasafoundation,andthroughtheanalysisofseepageflowfieldandgobgasconcentration

3、fieldcontroldifferentialequation,thePDEofthefinitedifferencemethodisappliedtothenumericalcalculationofgobflowfield,focusonsolvedthegobgasconcentrationdistribution.Thispaperdividesintofourchaptersintotalforthediscussion.Atthefirstistheoverviewofcoalresourcesoftheimportantpositionasthemainenerg

4、y,theaccidentoccurredintheprocessofminingcoalandthestudyconductedinthefieldathoneandabroadtoreducehiddendangersposedbytheexistenceofgas.Atthesecondisrelatedofanalysisofthebasictheoryaboutflowfieldwiththegob,whichforthebasictheoryaboutmassconservation,momentumconservation,energyconservationetc

5、influidmechanicsraisedthecontinuousequationandenergyequations,momentumequationsetcagroupofcontrolequations.Andaccordingtothecontrolequationsofgasconcentrationvariablescanbeobtainedconcentrationfieldequations.ThenthefinitedifferencemethodofPDEwereabriefintroduction,thekeyofthispaperisusethisme

6、thodtosolvetheconcentrationfieldequations.Finally,itisthesolvingprocessofnumericalcalculationwithfinitedifferencemethod,atthepartusingfinitedifferencemethodofnumericalcalculationforcontrolequationsconstitutesthecorecontentofthispaper.KeywordsGobThefinitedifferenceGasconcentrationfieldNumerica

7、lcalculationII目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1研究背景11.2国内外研究现状21.3本论文主要工作4第2章采空区流场介绍52.1采空区流场的数学模型52.2多孔介质模型62.3采空区渗流控制方程82.3.1连续性方程（质量守恒方程）82.3.2动量守恒方程92.3.3能量守恒方程112.3.4组分输运方程122.3.5控制方程的通用形式13第3章偏微分方程的有限差分法153.1有限差分基本思想153.2用Taylor级数展开方法建立差分格式16第4章