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Accès ouvert déclaré 2024 article

Transient heat transfer analysis of airflow in a thermal water-bearing tunnel considering airflow turbulence and surrounding rock seepage effects

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Résumé fourni par la source

In deep tunnels traversing fractured water-rich strata, surface water descend, heats up at depth, and then rises into the tunnel, resulting in a ‘thermal water-bearing’ tunnel. This paper investigates the transient temperature evolution of such tunnels through laboratory-scale model experiment and numerical simulation, considering the convective heat transfer of thermal water in the surrounding rock. The experimental model was designed using similarity criteria derived from the equation analysis method. The 3D numerical model simulates the interaction between thermal water-saturated surrounding rock and tunnel airflow. The thermal field of the surrounding rock accounts for the coupling effects of the flow field, which follows Darcy's law . The tunnel airflow is governed by the RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) equations and the k − ω turbulence model , combined with the LRNM (Low-Reynolds Number Modeling) method for near-wall treatment. This approach is coupled with the energy balance equation to calculate the airflow temperature. The numerical model is validated using monitoring data from experimental measurements of grouted tunnel wall and airflow temperatures. Finally, parameter studies are conducted for both ungrouted and grouted tunnels, demonstrating the effectiveness of grouting in controlling airflow temperature by blocking thermal water.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Transient heat transfer analysis of airflow in a thermal water-bearing tunnel considering airflow turbulence and surrounding rock seepage effects
Date Crossref
01/12/2024
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

Groundwater flow and contamination studiesGrouting, Rheology, and Soil MechanicsTunneling and Rock Mechanics

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