兰州地区土壤热物性参数计算及垂直U型管非稳态温度场模拟

根据兰州地区土壤性质及气候特点,计算出马兰黄土的热物性参数.利用Fluent软件对垂直U型管与土壤之间的耦合换热进行非稳态数值模拟,得出夏季向土壤放热、冬季从土壤吸热两种工况下地埋管出水温度和总换热量的变化规律.结果表明:地埋管间距为4m时,土壤热交换系统可以满足热泵机组夏季使用要求,但不能满足冬季使用要求.     

沙土热物理特性的影响因素实验

沙土物性会直接影响土壤源热泵系统地埋管的换热特性,因此对沙土的热物理特性及影响因素展开实验研究,分析了含湿量、孔隙率等因素对沙土导热系数、比热容、导温系数等的影响规律.结果表明：同一孔隙率下,沙土随含湿量增加,其导热系数及比热容增大;导温系数在含湿量为5％时最大;同一含湿量下,沙土的导热系数和比热容随孔隙率提高呈线性减小,导温系数随孔隙率增大呈线性增大;在一定孔隙率下,导热系数、比热容随含湿量增大而呈线性增大;在含湿量大于5％时,导温系数随含湿量的变化呈线性降低.研究结果可以为土壤源热泵地埋管受周围土壤换热性能影响问题提供基础数据.     

寒冷地区高速公路收费站太阳能土壤源热泵空调采暖系统设计

寒冷地区高速公路收费站采用太阳能为浅层土壤补充热量,可以解决地埋管换热井区域浅层土壤温度下降的问题,从而保证供暖效果,提高系统运行效率。就寒冷地区高速公路收费站太阳能土壤源热泵空调采暖系统进行了设计。     

热管解决土壤冻胀问题的数值分析及应用研究

根据热管解决土壤冻胀问题，提出并建立了土壤冻胀过程中与热管耦合传热的数理模型，根据初始条件和边界条件，采用SIMPLE算法，对模型进行数值求解，计算结果和实测值基本吻合且一致性较好。经过数值分析，提出了热管解决土壤冻胀的作用机理，并为热管技术解决土壤冻胀的实际应用提供了可靠的设计依据。     

热塑性管道的施工变形与回填夯实

从热塑性管道的材料特性及埋地施工变形特性的分析入手，揭示了土壤刚度与柔性管抗载荷能力的关系，从而说明土壤刚度在施工中的重要意义．进一步又分析了影响回填土土壤刚度的因素，并由此说明回填夯实的施工方法和要点。     

暗挖海底隧道地震动水压力响应分析

考虑黏弹性人工边界与流固耦合作用,建立了衬砌结构一土一海水相互作用的力学模型,基于Newmark算法,利用ANSYS有限元软件分析了在不同地震激励和埋深条件下动水压力的影响机理与隧道衬砌的振动响应规律．计算结果表明：在含有竖向分量的地震激励下,动水压力对浅埋海底隧道的内力影响较大,分析时不容忽视;当隧道埋深超过一定值后,结构地震反应变化微小可忽略．同时,针对圆形海底隧道进行的有限元计算结果可为海底隧道的工程抗震设计提供参考．     

大浏高速公路埋地镀锌管寿命评估

通过对浏阳埋地镀锌管到进行耐腐蚀试验研究，总结出了一套可行的试验方法，并对其耐腐蚀寿命进行了评估。采用电化学试验方法进行埋地镀锌管耐腐蚀试验，模拟当地土壤和水环境条件测定其腐蚀速率。结果表明：浏阳埋地选用管壁4．5～6．5 mm厚的镀锌波纹管道能够安全使用30～44 a，如果采用保护措施，如阴极保护，涂装等措施，可以使镀锌波纹管的寿命延长。     

流-固耦合问题边界元-有限元耦合方法分析

利用边界元－有限元耦合方法对流－固耦合振动问题进行了分析,假设流体控制方程为Ｌａｐｌａｃｅ方程,利用非连续边界元对流体域进行离散,从而有铲地解决了边界元分析中的“角点效应”问题。固体以平面梁为模型,采用有限元进行离散,对非连续边界元和有限元的耦合问题进行了分析,通过对悬臂梁在一侧受液体作用时的瞬态响应分析的数值解同解析解的比较,表明了本文所给方法的有效性,同时为利用边界元－有限元耦合方法对流－固耦     

浅埋非圆形隧道开挖引起的力学响应解析解

浅埋非圆形隧道的力学分析对城市地铁隧道的施工安全具有重要意义，其求解难点在于如何考虑重力场的影响以及圆环域保角映射函数的确定.为此，在复变函数理论框架下通过重构解析函数的表达，提出了重力条件下浅埋非圆形隧道力学分析的解耦保角映射方法，该方法将解析函数拆分成两组子函数，并采用不同的局部坐标系进行表达，两组子函数可以分别表达地表边界内与隧道边界外的应力与位移场，同时地表边界与隧道边界也可以单独进行保角映射；利用快速Fourier变换将用于确定解析函数的边界条件方程转化为频域方程进行求解；将本文方法应用于浅埋隧道开挖引起的地表沉降分析.研究结果表明：隧道形状会对地表沉降的大小造成显著影响，其主因素来源于隧道的高跨比；隧道埋深会同时对地表沉降量以及沉降槽宽度产生影响，埋深越小其敏感程度越大；侧压力系数的改变对地表沉降槽的宽度影响较小；与有限元方法相比，本文方法的程序体量极小、计算速度更快且精度更高.     

高地应力层状软岩隧道大变形预测分级研究

为探明高地应力层状软岩隧道的非对称变形破坏规律及其支护结构的非对称受力特性,结合碳质千枚岩力学特性与变形破坏机制的各向异性特性,对层状软岩隧道围岩的非对称变形破坏特征进行了分析. 在93座典型高地应力层状软岩隧道变形数据的基础上,系统性地分析了隧道拱顶沉降、水平收敛、最大变形量与地应力、岩体抗压强度、隧道埋深之间的关系. 研究结果表明:高地应力层状软岩隧道的变形量与最大地应力、岩体抗压强度、埋深的分布较为离散,在一定地应力、岩体强度或埋深条件下,隧道变形量既存在于高值区间,也存在于低值区间;隧道变形量随地应力的增大、岩体强度的降低、埋深的升高逐渐向高值区间靠拢,高地应力层状软岩隧道大变形是高地应力、软弱围岩、层理弱面耦合作用的结果;基于隧道最大变形量与隧道强度应力比的幂指数变化规律,提出了高地应力层状软岩隧道的大变形预测分级指标.      

连续刚构桥0号块水化热温度场分析

以水口大桥为例,根据实测外界环境温度、浇筑初始温度等条件,按照瞬态热传导方程,运用有限元分析软件ANSYS对该桥0号块水化热温度场进行分析,并将仿真结果与实测数据比较,两者吻合较好。结果表明:混凝土浇筑时的初始温度与瞬态温度场呈线性关系,水化热系数同时影响温度峰值及其出现时间,外界大气温度对后期温度场影响较大。     

一种热泵干燥系统的特性及能耗分析

利用空气回热器的热泵干燥试验装置,对稻谷干燥过程中的稻谷含水率、空气温度和相对湿度、干燥速率以及热泵能耗的变化进行了测试,并对影响干燥速率和能量回收率的因素进行了分析.分析结果表明,稻谷热泵干燥过程中,含水率和相对湿度均随着时间呈线性下降,而干燥箱内空气的温度随时间的变化较复杂;稻谷的干燥速率与空气相对湿度成反比,与空气温度成正比;稻谷含水率从31%降低到14%的平均能量回收率为34%,最大能量回收率为38.2%.     

Thermal management controller for heat source temperature control and thermal management

In many heat recovery processes, temperature control of heat source is often required to ensure safety and high efficiency of the heat source equipment. In addition, the management of recovered heat is important for the proper use of waste heat. To this aim, the concept of thermal management controller (TMC), which can vary heat transfer rate via the volume variation of non-condensable gas, was presented. Theoretical model and experimental prototype were established. Investigation shows that the prototype is effective in temperature control. With water as the working fluid, the vapor temperature variation is only 1.3 ℃ when the heating power varies from 2.5 to 10.0 kW. In variable working conditions, this TMC can automatically adjust thermal allocation to the heat consumer.     

实时测温技术在调质热处理中的应用

热处理工艺参数对金属部件的组织和力学性能有显著的影响,以盘形工件淬火热处理为例,采用实时测温技术准确监控淬火热处理过程中工件的加热和冷却的温度-时间历程,并结合随炉试样的组织和力学性能,科学制定出热处理工艺规范,控制热处理工艺过程,稳定热处理质量,使工件性能满足了使用要求.     

热棒路基降温效应的数值模拟

基于青藏公路冻土路基病害整治热棒试验工程,建立热棒路基的等效传热模型,运用有限元方法对其进行数值模拟,研究青藏公路环境条件下热棒的工作周期、工作状态与作用半径,并通过对试验工程2a观测数据分析,对比研究热棒在冻土路基中的降温效应。研究发现,热棒在约为5个月的工作周期内并非连续工作而呈波动式,实际工作时间为工作周期的2／3;热棒路基冬季降温效果明显,有利于路基土体冷储量增加,提高路基热稳定性;热棒在路基中的降温强度,水平方向随距离增大而衰减,有效作用半径为2．25m,深度方向在热棒蒸发段最大,降低上限附近季节融化层冻土热融敏感性。结果表明,青藏公路热棒试验工程中其间距采用4．0m是合理的,路基双侧设置热棒优于单侧,热棒向路基中心斜置更好。     

高温渣罐车通过时隧道内的热传递

研究了高温渣罐车通过隧道时,因高温热源的传热影响而使隧道内温度场发生变化,隧道内动态热源的热传递问题,并结合实例计算出了隧道内的温度分布情况。     

季冻区道路翻浆影响因素分析

从路基冻胀与翻浆产生的现象与作用机理入手,分析季节性冰冻地区产生道路翻浆的原因及影响因素,确定其中土、水、温度是内因,行车荷栽和路面构造是外因,翻浆的产生是它们综合作用的结果,提出具体的防治措施。     

Regularization Method to the Parameter Identification of Interfacial Heat Transfer Coefficient and Properties during Casting Solidification

The accurate material physical properties, initial and boundary conditions are indispensable to the numerical simulation in the casting process, and they are related to the simulation accuracy directly. The inverse heat conduction method can be used to identify the mentioned above parameters based on the temperature measurement data. This paper presented a new inverse method according to Tikhonov regularization theory. A regularization functional was established and the regularization parameter was deduced, the Newton-Raphson iteration method was used to solve the equations. One detailed case was solved to identify the thermal conductivity and specific heat of sand mold and interfacial heat transfer coefficient (IHTC) at the meantime. This indicates that the regularization method is very efficient in decreasing the sensitivity to the temperature measurement data, overcoming the ill-posedness of the inverse heat conduction problem (IHCP) and improving the stability and accuracy of the results. As a general inverse method, it can be used to identify not only the material physical properties but also the initial and boundary conditions' parameters.