傳統(tǒng)道碴路堤溫度場(chǎng)分析

元計(jì)算

1.        問(wèn)題描述

圖1為傳統(tǒng)道碴路堤模型示意圖。忽略風(fēng)的作用，考慮氣候變暖對(duì)傳統(tǒng)道碴路堤長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性的影響。以下對(duì)其修筑完成后第2年和第50年的溫度場(chǎng)進(jìn)行分析。考慮對(duì)稱性，取一半為研究對(duì)象。

圖1 傳統(tǒng)道碴路堤模型示意圖

2.        區(qū)域內(nèi)控制方程
+ J; _, V/ Q0 }3 J

在計(jì)算中對(duì)于含水介質(zhì)中相變潛熱問(wèn)題采用顯熱容法進(jìn)行處理，假設(shè)模型中含水介質(zhì)相變發(fā)生在溫度區(qū)間(Tm±ΔT)。當(dāng)建立等效體積熱容時(shí)，應(yīng)考慮溫度間隔ΔT的影響， 同時(shí)假設(shè)介質(zhì)在已凍、未凍時(shí)的體積熱容Cf和Cu及導(dǎo)熱系數(shù)λf 和λu不取決于溫度，因此簡(jiǎn)化構(gòu)造出Ce*和λe*的表達(dá)式如下：

式中：L為含水介質(zhì)單位體積相變潛熱。

3.        材料參數(shù)

各介質(zhì)材料參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 路堤結(jié)構(gòu)中各介質(zhì)的物理參數(shù)
: \0 u5 u9 K- i& a6 I. D+ R

4.        邊界條件與初值條件

4.1. 給定溫度

考慮全球氣候變暖的影響，取青藏高原未來(lái) 50年年平均氣溫上升 2.6 ℃，設(shè)初始年平均氣溫為-4.0 ℃，對(duì)各計(jì)算模型的熱邊界條件進(jìn)行如下設(shè)定：

天然地表 AB和 IJ的溫度按下式變化：
5 D! r8 B; _9 A/ }% T% F" o7 V

路堤斜坡 BCDE和FGHI 的溫度按如下規(guī)律變化：

路堤頂面 EF的溫度變化規(guī)律為：

式中：th為時(shí)間變量，當(dāng)α0=0時(shí)，th=0對(duì)應(yīng)的初始時(shí)間為7月15日

4.2. 給定熱流密度：
; g/ m+ v& g" H! ?) w

4.3. 初值條件

5.        時(shí)間步設(shè)定：

	起始時(shí)間	終止時(shí)間	時(shí)間步長(zhǎng)
定義計(jì)算數(shù)據(jù)/s	0	63072000	432000
對(duì)應(yīng)實(shí)際時(shí)間	第1年7月15日	第3年7月15日	5天

試算兩年，共146步；

第2年 7月15日對(duì)應(yīng)為第73步；

第2年10月15日對(duì)應(yīng)為第91步；

6.        網(wǎng)格剖分

四節(jié)點(diǎn)四邊形、三節(jié)點(diǎn)三角形

7.        結(jié)果

第2年10月15日溫度分布云圖

等值線圖
, s/ z, w5 O+ A& B

賞花的盲人

好像很牛呢，值得學(xué)習(xí)。。

puntin

寫(xiě)幾個(gè)有限元公式忽悠人呢