基于优化遗传算法的冻土路基热物性参数反演

在冻土路基温度场模拟和稳定性分析中,冻土路基热物性参数的取值是至关重要的。基于优化的遗传算法,本文提出求解冻土路基热物性参数的反演方法,利用该方法对青藏公路冻土路基进行热物性参数反演,将计算结果和实测数据相比较,结果表明,在仅给定各反演参数取值范围的条件下,对常规遗传算法优化后进行冻土热物性参数反演具有一定的可行性和实际的工程意义。     

冻土路基温度场参数优化敏感性分析

热物性参数是冻土路基温度场稳定性分析和评价最重要的一类参数,确定这类参数主要有室内试验、现场试验以及基于实测资料的反演分析等方法.文中建立冻土路基相变温度场的参数反分析模型,以青藏公路高温冻土路基为例,采用单因素分析法对路基填土、最大融化深度内地基土和多年冻土的热物性参数的敏感性进行分析与评价.结果表明:最大融化深度内的地基土的体积热容量和冻结状态的导热系数等参数敏感性最强,填土和最大融化深度内的地基土的相变潜热等为较敏感参数,而各土层融化状态的导热系数等为不敏感参数.研究结果可作为冻土路基温度场参数选取和反演的参考依据.     

轿车地毯材料热学性能研究

采用差示扫描量热(DSC)法对3种不同组分的轿车地毯复合材料的热物性参数一比热进行了测试。基于对试验结果的对比分析，探讨了，影响轿车地毯复合材料热学性能的因素及原因，并建立了轿车地毯复合材料热学性能的数学模型，为轿车地毯热成型工艺和模具设计提供了基础性数据。     

青藏公路安装热棒治冻土

<正>青藏公路热棒制冷路基科研工程进展顺利,公路路基上已安装完成的热棒,成为高原上的一道风景。 冻土病害对青藏公路造成了严重破坏。冬季会把冻土地段上的道路顶起,夏季会使冻土地段上的道路路摹发生沉降。2002年国家投资10亿元国债资金,对青藏公路进行全面整治改建。整治改建采用了先进路基材料和制冷技术保护冻土,来阻止热量下传,从而保证了整个路面的平整。     

车用磷酸亚铁锂电池的热特性与热物性研究

本文中通过实验和仿真,研究了车用动力磷酸亚铁锂电池的热特性与热物性。首先通过实验测试了电池的内阻和熵权系数,并采用Bernardi方程计算了电池的时变热源。接着采用量热桶和瞬态热线导热仪测试了电池的比热容和热导率等热物性参数。最后,考虑了自然对流和热辐射边界条件,采用CFD软件对电池单体和模组的温升特性进行仿真。结果表明,高温环境下的电池温升幅度较低温下的小,自然对流条件下电池模组的均温性较差,需要良好的热管理策略。     

电动汽车电池组热管理系统的关键技术

电池组热管理系统的研究与开发对于电动汽车的安全可靠运行有着非常重要的意义。本文分析了温度对电池组性能和寿命的影响,概括了电池组热管理系统的功能,介绍了电池组热管理系统设计的一般流程,并对设计热管理系统提出了建议。文章重点分析了设计电池组热管理系统过程中的关键技术,包括电池最优工作温度范围的确定、电池生热机理研究、热物性参数的获取、电池组热场计算、传热介质的选择、散热结构的设计等。     

人工冻土冻结过程分析及冻结管布置间距的计算

为确定在冻土冻结过程中冻结影响范围与冻结时间的关系,将人工冻土冻结过程拆分为土体表面的热散失和冻结管的冻结2个过程,并以热势能及热势能耗散过程中的平衡方程分析上述关系。为确定冻结管间距的合理取值,引入热势能理论并计算当量热阻,建立在多个冻结管影响下微元体的冻结时间方程,提出一种在多个冻结管作用下冻结影响范围与冻结时间的关系的计算方法及冻结管布置间距的确定方法。通过实例分析了人工冻土厚度的计算方法,以数值模拟方法比较了不同冻结管布置对冻结时间的影响。上述研究成果深化了人工冻土理论研究与实际应用之间的关系。     

考虑热压实过程的乳化沥青冷再生混合料设计方法研究

考虑热拌沥青混合料铺筑对冷再生层的＂热压实＂作用,室内试验采用＂两次击实＂的成型方法成型马歇尔及车辙试件;理论分析了土工击实法确定冷再生混合料最佳总水量的不合理性,并推荐采用美国再生沥青协会（ARRA）建议的先由经验初试总水量确定最佳乳化沥青用量,再根据空隙率确定最佳总水量的方法;通过工程实例和试验分析,中国规范中推荐的15℃劈裂强度和干湿劈裂强度比确定最佳乳化沥青用量的方法存在不足,推荐采用40℃马歇尔稳定度指标确定最佳乳化沥青用量,而15℃劈裂强度指标作为性能测试指标之一;采用-10℃低温小梁试验测试了冷再生混合料的低温性能。     

季节性冻土的水-热-力建模与数值分析

为了防治季节性冻土区由水-热-力相互作用引起的道路病害,对季节性冻土水-热-力耦合问题进行了研究。根据季节性冻土的特点,重点考虑了基质势和压力势与温度的关系,给出了季节性冻土水-热-力三场耦合的数学模型,并将耦合问题归结为求解一个非线性、非稳态温度场微分方程,含水量、应力及蠕变变形都可以在温度求解以后算出。详细推导了该方程的数值解法,包括有限元方程、时间域离散及迭代方法。最后对国道G109橡皮山段季节性冻土区公路路堤进行了数值模拟,对计算值与实测值做了对比。结果表明:采用水泥加固砂砾垫层的对比断面与采用砂砾垫层的原断面相比,其温度更低,含水量及预测的路面变形量更小。     

无动力热棒冷却冻土路基研究

基于热棒工作原理及已有的研究成果,依托青藏公路整治改建工程实施大规模热棒试验工程。介绍青藏公路多年冻土区公路路基热棒试验情况,通过现场设置观测装置观测地温变化,分析研究热棒的工作状态、冷却路基效果及对冻土热稳定性的影响。1年观测结果表明,进入大气负温期后,热棒开始工作,路基及基底土体冷储量显著增加,且总增加量随冻结期增长;热棒影响范围内,距离热棒越远,冷量增长期越滞后且增幅越小,符合一般规律;路基工程中使用热棒保护冻土和改善路基热稳定性是有效的。     

机场道面材料导热系数的测定

导热系数是材料的基本热物理性能参数之一。通过热线法试验,对机场道面材料水泥混凝土和沥青混凝土进行了导热系数的测定,得到了两种材料的导热系数与温度成线性关系,可为机场道面的工程应用提供一定的参考依据。     

上海滨海平原区土的热物理指标与静力触探Ps值的关系研究

为了研究土的物理指标与静力触探Ps值之间的关规律性,本文收集了上海滨海平原区的多条地铁隧道的土工热物理试验指标,通过研究发现：导温系数和导热系数随着土层静力触探Ps值的增大而增大,比热容随着土层静力触探Ps值的增大而减小,呈现出一定的规律性。通过对热物理指标和静力触探Ps值进行曲线拟合,发现热物理指标可以利用静力触探Ps值通过特定的公式进行换算。     

基于热物理特性的沥青混合料的研究

为了减少高温车辙病害的产生,提出采用"主动"降低沥青路面温度的方式以降低车辙病害产生的方式。研究分析了沥青混合料及其骨料的热物参数与沥青路面温度的关系。采用Williamson公式和热学导热系数推算公式计算分析骨料热物参数对沥青混合料热物参数的影响,在室内试验中用常功率平面热源法进行验证;应用传热学中一维导热方程和巴勃模型,研究了路面结构热力学材料参数对于沥青路面结构温度的影响。结果表明,在正常的高温条件下,导热系数较小的材料其路面结构内部的温度相对较低。在室外试验中,普通沥青混合料与采用导热系数较小的材料制备的沥青混合料的底层温度相差可达6℃。     

新型相变水泥砂浆热力学性能研究

为降低温度变化对隧道水泥砂浆材料强度和变形的影响，在隧道工程中引入具有自调温能力的相变材料，制备成相变材料水泥砂浆。首先,将石蜡、高密度聚乙烯和膨胀石墨熔融共混，获得复合相变材料；然后，掺入水泥砂浆中，得到新型相变水泥砂浆。通过搭建热响应测试平台，分析其热应变随温度变化规律，评估其蓄热性能,并对比得出相变材料对不同水灰比砂浆试样的热力学性能影响。结果表明： 复合相变水泥砂浆能发挥相变材料的蓄热性能，其相变潜热为34.82 J/g，热应变比普通水泥砂浆材料最大降低36.63%。相变材料的掺入有效降低了试样的表面温度和热应变，这对改善水泥砂浆材料的温度变形及控制裂缝的发展具有重要作用，可为能源地铁隧道及其裂缝修复等提供新型材料。     

不同喷油模式下柴油机可用能分析的试验研究

通过台架试验的方法,对1台0.5L单缸柴油机进行了热力学分析,将缸内燃烧所释放能量的热量分布和可用能分布进行计算和比较,在此基础之上比较了喷油规律相关参数对热平衡的影响,提出了相应减少不可逆损失、提升热效率的解决途径。试验结果表明:在相同工况下,对于不同的喷油模式,燃烧不可逆损失差异不大,差异主要体现在排气损失和其他部分损失;预喷参数和后喷参数对热量分布影响较小,而喷油压力和主喷正时的影响较为明显。随着喷油压力的增大或主喷正时的提前,燃烧不可逆程度降低,排气可用能损失减少,热力循环的热效率得以提升。而对于余热能回收,排气中流失的可用能回收的潜力和价值较大,将这一部分能量妥善地利用可对整机性能起到明显的改善效果,若排气温度从750K降至500K,通过排气余热能的利用可提升指示功20.91%,达到提升动力性和燃油经济性的目的。     

柴油机受热件感应加热过程的有限元分析

利用ANSYS5.5软件计算了S195柴油机缸盖感应加热过程中形成的瞬态温度场,其结果与实际测量的温度场具有较高的吻合度,并直观地显示了缸盖的热应力集中部位,同时也验证了由试验数据拟合出来的、作为瞬态温度场热边界条件的、与试验循环控制参数有关的热流密度公式的合理性及较高的工程使用价值。     

黔东南浅变质岩工程地质性质研究

黔东南多为浅变质岩,其工程地质条件较为复杂。为给隧道施工提供可靠的工程地质参数,通过地质调查、现场试验及室内试验等手段,对隧址区浅变质岩的工程地质性质进行了综合研究。测定了岩石矿物成分和物理水理性质,应用单轴、三轴、点荷载及回弹试验,对岩石在不同风化程度下的力学性质进行分析,并详细调查了隧址区不同规模、不同类型的结构面,分析了结构面的特征。研究结果表明:隧址区浅变质岩抗风化能力较弱,随着风化程度的加剧,其物理力学性质及结构面特征都有显著的变化。     

随机多孔材料模型在大坝保温方案分析中的应用

该文阐述了采用有限元方法模拟多孔材料模型的导热系数与孔隙率之间的非线性关系.有限元模型中的固体物质和孔隙根据孔隙率的大小及孔隙分布随机生成,模型中的材料参数和单元属性用ANSYS中的APDL参数化语言赋值.根据有限元随机模拟考虑传导和辐射条件下的断面的热流密度分布,计算在不同孔隙率条件下的等效导热系数.研究表明,多孔材...     

路堤压实砾类土增湿过程的土水特性研究

沿河路堤水毁灾害经常发生,研究水在路堤中的土水特性和渗透性具有很重要的实际意义。以路堤压实砾类土为研究对象,通过离心模型试验,测量了土体增湿和减湿过程的孔隙水压力,结合有限元数值计算,基于随机搜索和优化算法,反演了压实砾类土增湿过程的土水特性参数和渗透系数,确定了土水特征曲线方程。计算结果表明：用离心试验结合数值计算方法研究压实砾类土的土水特性是经济可行的;压实砾类土增湿过程中,土水特征参数a为15.6,n为4.0,残留体积含水量θr为0.001;饱和土的渗透系数为5.0×10^-7m/s,该研究可为公路工程灾害防治研究提供计算参数。     

车载动力电池液体冷却非线性优化方法研究

电动汽车动力电池散热需求会受到外部环境温度、风速和负载电流变化等因素的影响,如果不及时散热,动力电池的温度会迅速攀升,进而影响电动汽车的驾驶性和安全性。基于此提出一种锂离子电池非线性冷却优化方法。首先,通过对锂离子电池生热、散热机理分析,建立考虑传热系数随冷却液流速变化的锂离子电池集中热模型,通过电池特性测试试验确定电池内阻和熵热系数等热物性参数,并与AMESim模型对比,验证模型的有效性。然后,基于电池冷却系统非线性和易受负载电流变化影响的特征,提出一种考虑电池冷却系统的稳态特性以及参考变量前馈功能和闭环反馈消除静态误差机制的非线性冷却优化方法,并对其稳定性和鲁棒性进行研究。仿真结果表明:在NEDC-HWFET-US06组合工况下,非线性冷却优化方法调节下的电池温度与目标温度的最大偏差较PID方法减小了0.8 K,并且冷却过程的能耗降低了6.3%,具有更好的调节效果。