Вестник МГТУ. 2016, №1.1.

Вестник МГТУ, том 19, № 1/1, 2016 г. стр. 28–34 29 J. A. Wheeler), собственная программа, адаптированная для оценки воздействия АСММ на вмещающие породы в условиях вечной мерзлоты. Сравнительный анализ результатов тестовых расчетов, выполненных посредством указанных программ, показал приемлемую сходимость расчетных данных [5]. Однако именно COMSOL позволяет быстро и эффективно отображать расчетную информацию в удобной графической форме. На рис. 1 представлена геометрическая схема размещения указанных выше помещений в слое криолитозоны мощностью 110 м. Чтобы минимизировать влияние граничных условий и с учетом производительности компьютерной техники, горизонтальные размеры модели выбраны равными 200 м. Подземная АСММ размещена в ММГП на глубине 50 м, как того требуют строительные нормативы Республики Саха (Якутия) [6]. Рис. 1. Геометрическая схема модели подземной АСММ в криолитозоне В выполненном исследовании модель ММГП включает в себя один слой вмещающего массива (без учета границы сезонных колебаний) с геотермическим градиентом 0,02 °С/м. Базовое значение пористости ММГП принято равным 0,05. В отличие от ранней работы авторов [1] в данной публикации обсуждается ситуация, когда температура во всех модулях АСММ фиксирована на уровне 20 °С. Как было показано ранее, именно при таких температурах в помещениях можно добиться минимальных размеров зон оттаивания ММГП. Низкие температуры в модулях могут быть обеспечены за счет специального усовершенствования системы вентиляции (в том числе с учетом практически неиссякаемых запасов холода). Для решения тепловой задачи были определены граничные условия: 1) на поверхности – условие 3-го рода (коэффициент теплообмена 10 Вт/(м 2 ·К) и температура –10 °С, что примерно соответствует среднегодовой температуре в районе Билибино); 2) на боковых границах – условие симметрии, т. е. нулевые потоки тепла; 3) на нижней границе – фиксированная температура, определяющаяся глубиной границы и геотермическим градиентом, т. е. –7,8 °С. Начальные условия: для ММГП задано распределение температуры в виде линейной функции с указанным выше геотермическим градиентом, для слоев обделки принята температура 5 °С. В расчетах проварьирован коэффициент теплопроводности обделки (2,0, 0,5 и 0,05 Вт/(м·К)). Толщина слоя обделки принята равной 1 м. Теплофизические параметры зон модели, которые обсуждались авторами в работе [1], приведены в таблице. Таблица Теплофизические параметры зон модели Параметры ММГП Обделка Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) 1,8 2,0 Удельная теплоемкость, Дж/(кг·К) 800 840 Плотность, кг/м 3 2 200 2 500 Продолжительность времени моделирования – 16 лет при временном шаге сохранения информации 2 года.