Технология построения локально детализированных разностных сеток для расчета зон поражения при взрывах газа и пыли в угольных шахтах

Описывается технология дискретизации расчетной области для решения нестационарных газодинамических задач в сфере промышленной безопасности угольных шахт. Важнейшей из них является расчет параметров воздушных ударных волн и зон поражения при взрывах метана в горных выработках. Технология позволяет автоматизировать построение разностной сетки для пространственной сети горных выработок с учетом особенностей топологии шахт и моделируемых процессов. При этом сетка может состоять из ячеек различной размерности - одномерных, двумерных и трехмерных. К ячейкам рекурсивно могут применяться операции субдискретизации до заданного уровня глубины и объединения ячеек ранее субдискретизированных областей. Целью работы является создание основ для развития научных исследований газодинамических процессов при взрывах газа в горных выработках за счет учета новых факторов - средств взрывозащиты, участия угольной пыли и др. В задачи работы входят: разработка системы адресации для идентификации и быстрого доступа к произвольным ячейкам разностной сетки; построение однозначных пространственных связей между соответствующими гранями ячеек при их разбиении и объединении; тестирование технологии на сети горных выработок реальной шахты. Новым подходом в работе является возможность автоматизации разбиения расчетной области с одновременным использованием ячеек всех трех размерностей. Статья содержит детали реализации технологии, показаны результаты разбиения сети горных выработок реальной угольный шахты, результаты расчетов с применением полученной сетки, сходимость результатов к некоему решению при уменьшении шага в результате субдискретизации расчетной области с разной глубиной разбиения.

угольная шахта, разностная сетка, моделирование, воздушные ударные волны, дискретизация