Математическое моделирование процессов теплообмена при электроосмотической фильтрации

• Автор: Валова, Ольга Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Чита
• Количество страниц: 210 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор моделей и методов моделирования процессов

теплообмена при электроосмотической фильтрации

1.1. Математические модели тепломассопереноса в горных породах

при электроосмотической фильтрации.

1.2. Методы решения краевых задач для уравнения теплопроводности

1.2.1. Аналитические методы решения краевых задач для уравнения теплопроводности

1.2.2. Численные методы решения краевых задач для уравнения теплопроводности. Метод конечных разностей

1.3. Подходы к разработке программного обеспечения для решения

уравнений с частными производными

1.4. Цель и задачи диссертационной работы.
Глава 2. Математическая модель и численная методика моделирования задачи теплообмена при электроосмотической фильтрации.
2.1. Математическая модель теплообмена при электроосмотической
фильтрации.
2.2. Применение метода конечных разностей при моделировании
процессов теплообмена
2.2.1. Основные понятия теории разностных схем.
2.2.2. Консервативная разностная схема для нестационарного одномерного уравнения теплопроводности общего вида с переменными коэффициентами
2.2.3. Разностные краевые условия третьего рода
2.2.4. Устойчивость разностной схемы.
2.3. Выводы.
Глава 3. Компьютерное моделирование процессов теплообмена
3.1. Программная реализация
3.2. Базовые классы программы.
3.3. Основные алгоритмы и модульная структура программы.
3.4. Функциональные возможности программы.
3.5. Сравнение результатов вычислений и экспериментальных
данных.
3.6. Выводы
Глава 4. Экспериментальное исследование процессов теплообмена
в горных породах при электроосмотической фильтрации
4.1. Экспериментальная лабораторная установка для изучения
теплообмена в горных породах при электроосмотической фильтрации.
4.2. Методика проведения экспериментов
4.3. Анализ экспериментальных данных
4.4. Выводы.
Основные результаты и выводы.
Список использованной литерату ры
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Описание интерфейсной части классов и основных
операций.
Приложение 2. Модульная структура программы
Приложение 3. Экспериментальные данные .
Приложение 4. Методики измерения и расчета основных физических
свойств горных пород лабораторной установки.
Электроосмометр ЭОС2
Приложение 5. Разности текущих и начальных температур
Приложение 6. Документы об использовании результатов
диссертационной работы.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Программа «УЬпи» для моделирования процессов теплообмена в горных породах принята к использованию в Забайкальском отделении Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности ( МАНЭБ) для планирования объемов и сроков ведения вскрышных работ и разработки технологических мероприятий по интенсификации процессов подготовки горных пород к разработке. Результаты диссертационного исследования используются на кафедре открытых горных работ Читинского государственного университета при чтении лекций и выполнении лабораторных работ по дисциплинам «Термодинамика» и «Математическое моделирование». На программу «У1зЬпи» получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, выданное Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, г. Москва, № от марта г. Документы об использовании результатов работы приведены в прил. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических и научно-практических конференциях Горного института ЧитГУ, г. Чита, , , гг. Проблемы освоения и рационального использования природных ресурсов Забайкалья», г. Чита, г. Межрегиональной и Всероссийской научно-практических конференциях «Энергетика в современном мире», г. Чита, , гг. XXIX научно-технической конференции ЧитГУ, г. Чита, г. Технические науки, технологии и экономика», г. Чита, г. Чита, г. Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прикладной математики», г. Чита, ЗабГГПУ, г. Всероссийской научно-практических конференциях «Кула-гинские чтения», г. Чита, , гг. XI Международной конференции «Информационные и математические технологии в научных исследованиях», Иркутск, г. Энергетического института ЧитГУ, г. Чита, , гг. Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано печатных работ, в том числе 1 работа представлена в журнале из «Перечня ведущих рецензируемых научных журналов», рекомендованных ВАК РФ; 4 работы в реферативных научных журналах, а также статьи в материалах и трудах Международных, Всероссийских и научно-технических конференций. Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам зарегистрирована программа, разработанная по теме диссертации. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложения. Работа представлена на 0 страницах, включающих 8 таблиц, рисунков, библиографический список из 3 наименований. Приложение содержит страниц. ГЛАВА 1. Одним из способов теоретического исследования сложных физических процессов является вычислительный эксперимент [2]. Вычислительный эксперимент находит широкое применение во всех разделах современной науки. Понятие вычислительный эксперимент тесно связано с понятием математическое моделирование. Исторически математическое моделирование получило свое развитие раньше, чем вычислительный эксперимент (некоторые методы вычислений носят имена Ньютона, Эйлера и др. Наибольшее развитие математическое моделирование и вычислительный эксперимент получили во второй половине XX века. Это обусловлено в основном двумя причинами. Во-первых, развитием вычислительной техники, которая избавила ученых от выполнения рутинной вычислительной работы. Во-вторых, появлением таких социальных заказов, которые не могли быть реализованы традиционными методами, например, ядерные взрывы, полеты космических кораблей и т. Перед реализацией таких задач на практике вначале проводились вычислительные эксперименты [6]. Рассмотрим основные этапы математического моделирования на примере уравнений математической физики. Первый этап - выбор (или построение) математической модели и исследование ее на корректность. При построении математических моделей руководствуются такими подходами как применение фундаментальных законов природы, вариационные принципы, применение аналогий и иерархический подход получения моделей. Математическая модель должна отражать важнейшие свойства исследуемого объекта (явления, процесса) - законы, которым подчиняется объект, связи, присущие его составным частям, и т. Математическая модель включает в себя уравнения, связывающие искомые величины с заданными, а также краевые и начальные условия.