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1.
非均质材料温度场的有限元算法   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
张国新 《水利学报》2004,35(10):0071-0076
目前的热传导有限元方程以导温系数和等效表面散热系数作为基本参数,当用以计算比热和容重乘积相差较大的多种材料组成的非均质材料温度场问题时,会带来较大误差,有时会得出错误的结果。本文从热量平衡方程出发,提出了直接用导热系数、表出散热系数和热量为基本参数的热传导改进有限元算法。计算实例表明,本文方法可以正确地计算非均质材料或复合材料结构的温度场。  相似文献
2.
水管冷却热传导计算模型能量分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
对水管冷却有限元法和水管冷却等效热传导法的相关性进行了研究,采用同一套有限元网格,仿真分析了混凝土浇筑仓的非稳定温度场和徐变应力场,对比分析了两种水管冷却计算模型计算的混凝土浇筑仓平均温度和弹性应变能及黏性应变能.水管冷却等效热传导法计算的混凝土平均温度与水管冷却有限元法计算的平均温度接近,前者是后者的等效平均,但两者的同一节点温度不一样,且差异有时还比较大.由于前者是后者温度的等效平均,所以前者和后者的弹性应变能和黏性应变能接近,但两者的同一节点的应力不一样,因此其差异有时也比较大.  相似文献
3.
开裂混凝土有效导热系数的细观数值研究   总被引:2,自引:2,他引:0  
通过建立一种细观数值模拟方法,研究了混凝土力学行为对其导热性能的影响,揭示了有效导热系数在拉伸破坏过程中的变化规律。研究发现,混凝土开裂明显阻碍热流通过,导致其有效导热系数显著下降,而且,有效导热系数变得各向异性,造成热流方向改变。因此在热-力耦合计算中不能忽略裂纹对温度场的影响。继而研究了骨料体积含量对开裂混凝土导热系数的影响,结果表明无论是开裂前还是开裂后,骨料体积含量越高,其导热性能越好,有效导热系数下降率越大。通过与已有试验成果比较,验证了本文细观数值模型的正确性,所给出的预测开裂前后混凝土导热系数的方法,可用于热-力耦合分析。  相似文献
4.
钢纤维混凝土结构温度应力特性   总被引:1,自引:0,他引:1  
通过早期水化热及外界温度影响下的钢纤维混凝土模型试验,得出钢纤维混凝土比普通混凝土具有更好的热传导性,可以减小钢纤维混凝土内部的温度梯度,进而降低表面应力的结论。在试验的基础上进一步通过有限元数值模拟,计算钢纤维混凝土在不同热导率下的温度及温度应力,给出了钢纤维混凝土热导率与温度梯度和温度应力之变化关系。数值计算结果表明,钢纤维混凝土热导率变大,结构内部温差变小,温度应力减小,验证了模型试验所得的结论,表明了钢纤维混凝土的实际抗裂作用。  相似文献
5.
FORECAST OF WATER TEMPERATURE IN RESERVOIR BASED ON ANALYTICAL SOLUTION   总被引:1,自引:0,他引:1  
The water temperature in reservoirs is difficult to be predicted by numerical simulations. In this article, a statistical model of forecasting the water temperature was proposed. In this model, the 3-D thermal conduction-diffusion equations were converted into a system consisting of 2-D equations with the Fourier expansion and some hypotheses. Then the statistical model of forecasting the water temperature was developed based on the analytical solution to the 2-D thermal equations. The~ simplified statistical model can elucidate the main physical mechanism of the temperature variation much more clearly than the numerical simulation with the Navier-Stokes equations. Finally, with the presented statistical model, the distribution of water temperature in the Shangyoujiang reservoir was determined.  相似文献
6.
开裂混凝土有效导热系数研究:三维模拟与试验验证   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
沈雷  任青文  张林飞  韩衍 《水利学报》2017,48(6):689-701
利用三维的细观数值模拟,研究了混凝土在单轴拉伸和压缩破坏过程中有效导热系数(ETC)的变化规律,并分别给出拉伸应变、压缩应变与ETC的定量关系。研究发现:(1)拉伸过程中,混凝土试件的ETC在塑性阶段显著下降(23%),但在软化阶段变化很小;(2)压缩过程中,混凝土试件的ETC在塑性强化阶段前期显著下降(30%),在塑性强化阶段后期趋于稳定,而在下降阶段又开始缓慢地减小;(3)骨料与砂浆间界面开裂所形成的界面热阻是导致混凝土ETC在塑性阶段急剧下降的主要原因;(4)开裂强化了混凝土导热性能的各向异性。随后,对单轴压缩破坏混凝土垂直于裂纹方向ETC(C-ETCV)进行了试验测量。数据表明:在单轴压缩过程塑性强化阶段前期,C-ETCV急剧下降20%~25%;在塑性强化阶段后期逐渐趋于稳定。随后利用模拟结果拟合确定了王家俊模型中的界面热阻因子,比较了王家俊模型与试验结果,两者比较吻合,证明了数值方法和王家俊模型的正确性。  相似文献
7.
本文通过一系列的钢纤维混凝土热性能及温度试验研究,得到了不同掺量钢纤维混凝土的绝热温升曲线,给出了不同掺量钢纤维混凝土的水化热温度及温度变形的时程线,揭示了钢纤维掺量与钢纤维混凝土的导热率之关系,最后得出钢纤维混凝土内的温度梯度小于对应的普通混凝土,有助于减小结构的温度应力,对防止混凝土表面开裂起到良好作用的结论。综合其的力学性质,作者认为:该材料对于温度应力具有早期“放“、后期“抗“的特点,在实际工程中充分利用钢纤维混凝土上述特性,做到物尽其用,符合环保与可持续发展的理念。  相似文献
8.
碳纳米管是一种具有独特物理化学性质的新兴能源材料,其应用前景非常广阔。对此,通过分析国内外测定微米/纳米尺度下材料导热系数的先进方法———微装配装置法、3ω法及德国耐驰的LFA与瑞典hot-disk的热传递分析仪器的优劣,指出把碳纳米管制成薄膜是测量碳纳米导热系数的主要条件,说明运用分子动力学模拟法测定碳纳米管导热系数是该领域研究发展的趋势。  相似文献
9.
以往对钢纤维混凝土抗裂性能多从其力学性能方面加以解释,而很少从热性能方面考虑.为此进行了钢纤维混凝土和普通混凝土2个墩墙结构的模型试验,比较了二者的温度及温度变形的特性.通过实测结构内部温度及其变形,给出了钢纤维混凝土在早期水化热及外界温度影响下的温度及变形规律.根据热传导理论对数据进行分析,得出了钢纤维混凝土有较好导热性以及钢纤维混凝土的早期抗变形能力要强于普通混凝土的结论.上述特性将有助于减小混凝土内部温度梯度,对于防止水工混凝土结构表面裂缝起到良好的作用.同时,还对试验研究中出现的问题以及进一步的研究思路进行了探讨.  相似文献
10.
要使三峡电站在一年四季各种水头 (水温 )下运行时 ,既要使蜗壳外缘与外围混凝土紧贴 ,又要使蜗壳外围混凝土受力适中 ,尽量减少钢筋配置 ,便于混凝土浇筑 ,保证施工质量。经过大量的分析研究 ,提出用保温保压的办法浇筑蜗壳二期混凝土 ,即浇筑混凝土时的蜗壳中心平面保压水头控制在 70± 1m ,水温控制在 16~2 2℃ ,于是提出了在冬季浇筑蜗壳外围混凝土时 ,蜗壳内的压力水需要加温 ,夏季浇筑蜗壳外围混凝土时蜗壳内的压力水需要降温的问题。介绍了左岸电站充水保温保压浇筑蜗壳外围混凝土的升温装置和降温装置系统设计中几个主要技术问题 ,推导了传热计算公式 ,在此基础上提出加温、降温装置的设计 ,实际运行验证了本设计是正确的  相似文献
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