液氮人工冻结数值方法

高渗流冻结偏差小于2°C

用核磁共振测得的SFCC建立热-渗耦合模型，在高渗流条件下冻结壁闭合几乎保持水平对称，避免了常规焓-孔隙率法的偏移和扭曲。

Zhe, Yang · 蔡海兵 · 王彬 · Changqiang, Pang · 李梦凯

Results in Engineering 2025

参数信息

温度偏差

2 °C

无渗流偏差

5 %

渗流速度范围

2.5-15 m/d

技术优势

高渗流下冻结壁不偏移

在高流速下冻结壁保持近乎水平对称闭合，避免常规焓-孔隙率法出现的偏移和扭曲。

闭合时间误差显著减小

与常规焓-孔隙率法相比，在2.5至15 m/d渗流速度范围内，闭合时间误差显著降低。

计算效率更高

同时降低了计算时间误差，提升数值稳定性和计算效率。

高渗流温度偏差小于2°C

在高渗流条件下，模拟与实验的温度偏差保持在2 °C以内，为工程设计提供可靠工具。

应用场景

• 人工地层冻结设计：用于高渗流地层液氮冻结工程的冻结壁形态与闭合时间预测，指导设计。
• 渗流-温度耦合模拟：提供更准确的热-渗耦合模拟工具，减少高渗流条件下的计算误差。
• 岩土工程数值仿真：集成到岩土数值仿真平台，提升高渗流地层冻结仿真精度和效率。