高壓電脈沖破碎非均質(zhì)花崗巖數(shù)值模擬

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摘要：對高壓電脈沖破碎機(jī)制的研究是提高鉆井破巖效率和優(yōu)化電脈沖電參數(shù)的關(guān)鍵。利用顆粒流離散元軟件及Voronoi劃分建立非均勻介電性質(zhì)的花崗巖模型，從電流場、電路場、電擊穿場進(jìn)行等離子通道生長過程仿真，并分析非均質(zhì)度對擊穿路徑的影響；對比不同花崗巖的電破巖效率和電脈沖破巖效果。結(jié)果表明：花崗巖的非均質(zhì)度增大使得初始電場極值增大，相應(yīng)地降低了電破巖的能量需求；等離子通道的生長方向存在優(yōu)先發(fā)展區(qū)域，等離子通道的生長過程體現(xiàn)出通道尖端處電場集中現(xiàn)象強(qiáng)于通道軀干處；花崗巖非均質(zhì)度的差異使得等離子通道的總長度和平均貫穿深度存在顯著差異，在一定非均質(zhì)度范圍內(nèi)電脈沖破碎效果和非均質(zhì)度呈正相關(guān)；不同非均質(zhì)度花崗巖的單脈沖電破巖效率差異不大，等離子通道的總長度越長，電破巖效率越高。（剩余14073字）