水热耦合作用下的高寒阴湿地区道路翻浆分析

为了研究温度和水分对高寒阴湿地区道路翻浆的影响,通过有限元软件Geostudio提出水热耦合计算模型,并将分析结果与现场实测值进行对比。结果表明:水热耦合作用、水分场和温度场是造成该地区道路翻浆的主要因素;水热耦合作用下,检测地区最大冻结深度达1.8m,水分向上迁移,形成水分重分布,路基冻害加深;融化期路面下0.8～1.2m处最大含水率达到40%,从上到下含水率呈现先增大后减小的趋势。     

黄土路基水热耦合问题计算模型研究

基于黄土路基的工程性质,对水分迁移结果即含水量变化对温度场的影响,特别是对热物理参数的影响进行了研究,考虑温度变化对土体水分迁移机理及计算方法进行了研究,提出了黄土路基水热耦合计算模型,并给出了水热耦合计算的总体流程图.     

冻土路基水热迁移问题的理论模型及数值模拟

路基不均匀沉陷和冻胀变形、纵向裂缝等是多年冻土区或是季节冻土区道路工程的主要病害,路基中的热状况与水分状况及其变化是引起冻害严重与否的主要因素。路基中热量的差异和改变引起水分的迁移与转化,而传统的等温模型不能确切地反映温度变化条件下路基中水分的迁移。该文在土体水分等温模型的基础上,建立水热耦合迁移数值模型,引进非等温扩散流方程,提出在水热梯度共同作用下的二维水热迁移的理论模型,并以青藏公路K3363 880路段为对象,进行水热耦合计算,证明模型的有效性,从而进行温度场和水分场变化规律的研究。     

硫酸盐渍土水-盐-热-力四场耦合理论模型

针对硫酸盐渍土盐胀过程中较为欠缺的四场耦合理论,在已有的冻土三场耦合模型的基础上,建立了盐渍土水-盐-热-力四场耦合动力学模型。首先,基于水动力学模型和质量守恒定律,在水分场方程和盐分场方程中分别引入等效含水量和等效含盐量的概念,以此为耦合因子简化了水-盐-热耦合模型,不仅考虑了溶质扩散及水动力弥散的作用,还考虑了结晶盐-盐溶液相变(化学反应)对盐分迁移,以及结晶盐相变潜热对温度场的影响。其次,根据能量守恒定律,增加结晶盐的相变潜热,使温度场方程更符合工程实际情况。同时,在建立应力场方程时,盐胀部分由溶质的摩尔质量差进行计算,冻胀部分由原土中的部分水加上迁移来的水减去硫酸钠结晶所需要的水进行计算,从而推导出了应力与水分迁移、盐分迁移以及温度的关系,完善了盐渍土四场耦合理论。最后运用该理论模型,计算分析了新疆某公路盐渍土路基的盐冻胀变形过程。结果表明:计算所得地温规律、盐分迁移规律和盐冻胀规律与实测结果基本一致,计算与实测结果均表明,从秋末至来年春季,硫酸盐渍土路基经历了降温到升温的温度剧烈变化阶段,此阶段路基的变形过程可分为平稳区、缓慢盐冻胀区、剧烈盐冻胀区、盐冻胀变形滞后区、缓慢沉降区、剧烈沉降区6个部分。     

混凝土自锚式悬索桥结构湿热耦合效应分析

该文在传统无应力状态法与湿热非线性耦合传导控制方程的基础上,得到考虑耦合效应的混凝土温度场与湿度场,从而进一步对混凝土自锚式悬索桥结构湿热耦合效应进行分析。通过计算求解,得到目标时间状态下混凝土自锚式悬索桥结构变形、内力等。     

潮湿路基温度场、湿度场耦合作用的计算模型

本文根据傅里叶定律和达西水分传导定律导出了潮湿路基温度场与湿度场耦合作用一维计算模型，将冻土区与未冻土区统一起来，利用显热容法处理了冻土复杂的相变问题。     

冻区盐渍土水热耦合效应及对力学性能的影响

水份迁移和温度场变化是引起路基冻胀融沉的直接因素.针对冻区高氯盐渍土,经水热场耦合作用后水份迁移和温度场分布规律进行了室内动态试验,研究了水热耦合作用对力学性能的影响.结果表明:单向冻结过程中,水份向温度较低的地方迁移,迁移量随土体深度的增加而增加;水热耦合作用后的土体冻结强度有不同程度上升,提升后的强度随土体深度增加而降低,远离冻区端因盐晶析出导致土冻结强度有所回升.     

多年冻土区渗流对路基热稳定性的影响分析

运用渗流理论和传热学理论,建立了考虑涵前积水下渗情形下,冻土涵洞温度场-渗流场耦合作用的有限元方程,并对暖季涵洞过水情况下,在考虑渗流时普通路基的温度场进行了计算,讨论了渗流对涵洞地基温度场的影响以及涵洞对路基的热稳定性影响。计算结果表明:渗流作用加深了涵洞地基土的季节融化深度,将对涵洞乃至路基的热稳定性造成不利影响。     

汽车发动机舱散热特性研究

根据汽车产品研发的需要,应用商用CFD软件Fluent和KULI,采用基于Navier-Stokes方程的汽车外流场与发动机舱内流场耦合计算方法,对某汽车发动机分别处于额定功率点和最大扭矩点下发动机舱的散热特性和温度场特性进行研究。快速而准确地指导发动机舱内冷却系统的参数选择与判定。研究发动机舱内的温度分布特性及最高温度值,控制发动机舱内空气最高温度低于设计目标值,从而判别发动机舱内的温度特性是否满足设计要求。     

微型电动车车室气流流场和温度场的数值模拟

空调车室内的速度场和温度场研究是空调车室内气流组织设计及车室内舒适环境评价和研究的基础。本文采用稳态不可压缩N-S雷诺时均方程，用湍流涡粘度模型处理雷诺应力项．方程的封闭采用高雷诺数K-∈模型，应用整体法计算空调车室内气固耦合传热问题，并考虑了太阳辐射对温度场和强迫对流对空气流场的影响，对微型电动车空调车室内的三维空气流场和温度场的分布进行数值模拟研究，为电动车空调车室内舒适环境的优化提供了依据。