傳統(tǒng)道碴路堤溫度場(chǎng)分析

元計(jì)算

1.        問題描述

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,�,？紤]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

在計(jì)算中對(duì)于含水介質(zhì)中相變潛熱問題采用顯熱容法進(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：
. K3 V7 q( I" K  `- j  \

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)見表1。

表1 路堤結(jié)構(gòu)中各介質(zhì)的物理參數(shù)

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 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：

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：
, t1 c. O' A$ |# B) E% W

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：
1 P+ ]' w# p% @, A% W" `( \6 ^; a

4.3. 初值條件
  T7 X! A0 ^- g1 r8 O, ]

5.        時(shí)間步設(shè)定：

	起始時(shí)間	終止時(shí)間	時(shí)間步長
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

6 U1 l/ |' B& j: ?

7.        結(jié)果

第2年10月15日溫度分布云圖
. D5 H. t$ i5 C  S

等值線圖
. R" v4 b* D! t4 i8 x

賞花的盲人

好像很牛呢,，值得學(xué)習(xí),。。

puntin

寫幾個(gè)有限元公式忽悠人呢