三维地铁隧道土壤温度预测模型

为了合理预测土壤温度变化,确定地铁环控系统冷热负荷,在考虑气固耦合传热、地下水渗流以及双洞温度场叠加等因素的基础上,提出了三维地铁隧道土壤温度预测模型.利用有限差分法对该模型进行数值离散,并采用Fortran语言编写求解程序.为了使网格划分方便,计算域采用适体坐标系、地下水运动方程以及传热方程在两套网格上进行离散差分,从而避开了适体坐标中插值的困难.利用建立的数值模型对假定条件下地铁土壤温度进行求解,分析了各种因素对土壤温度分布以及土壤吸热量变化的影响.实验结果表明,地下水热迁移以及双洞叠加效应对土壤温度均有较大影响,在地铁环控设计中应该考虑土壤蓄热作用.     

土壤温度场对管内热油流态分布的影响

土壤温度场随季节呈周期性变化,在长输热油管道运行周期内,不同土壤温度场下的管道运行工况不同。当设定出站油温时,管内牛顿流体、非牛顿流体油流长度及进站油温均随土壤温度发生变化。模拟热油管道与周围土壤相互作用下的复合温度场,分析了管道在不同土壤温度场下的散热情况,建立数学模型并分析了不同土壤温度场的管内热油流态分布及进站温度的变化。依据计算结果,调整出站油温可实现整体优化,为输油管道运行投产提供理论依据。     

管道埋深对冻土区土壤温度场的影响

管道埋深对管道周围土壤温度场及管道的热力特性有重要的影响,埋深不同,相对应的管道周围土壤的温度场也不同。对埋深不同的埋地管道周围土壤温度场进行了数值模拟,并选用水热耦合模型和传热模型进行了计算。对通过两种模型得到的计算结果进行了分析。结果表明,埋深对埋地管道周围土壤温度场有一定的影响,水分迁移和冰水相变对埋地管道的温度分布也有一定的影响;埋深不同时,水分迁移和冰水相变对土壤温度场的影响也不同,管道埋深越浅,通过两种模型计算得到的相同点处的温度相差越大。为了得到更接近于实际的计算结果,应该考虑水分迁移和冰水相变,计算时应考虑水热耦合问题。     

沈阳地铁冬季隧道的温度特性实验研究

对沈阳地铁1号线列车运行时出、入段线隧道,典型区间隧道及典型车站进行了现场测试,并通过自记仪器记录列车运行时的相关参数。通过分析结果表明,隧道入口段空气温度与室外温度同步性较高,合理使用大功率热风幕可以在短时间内有效提高隧道温度,并保证自端点车站起的隧道温度全天高于0°。在冬季活塞竖井关闭的情况下,列车运行热量及站台空气通过活塞效应对区间隧道产生了间歇性的影响,使其空气温度在1摄氏度范围内波动。但隧道空气温度始终低于采暖车站的温度,热量不能有效被车站公共区利用。     

深基坑开挖对临近地铁隧道影响数值分析

随着城市发展和城市轨道交通网络逐渐完善,地下空间开发不可避免地要影响到日益完善的轨道系统,如深基坑工程。本文以深基坑开挖对其临近隧道的影响为研究内容,通过三维有限元分析,在定性的基础上研究了不同情况下深基坑开挖对临近隧道的影响,为优化设计和施工提供有益的参考。     

临近基坑施工对地铁隧道影响的数值模拟分析

基坑开挖卸荷必然对临近软土地铁隧道产生影响,因此如何预测隧道变形并提出相应预防和保护措施显得尤为重要。结合上海地区一个临近地铁隧道的基坑工程,运用整体有限元分析方法对地铁隧道在基坑施工过程中所产生的影响进行弹塑性分析。分析结果与工程实测数据比较吻合,表明整体有限元方法可以较好地模拟此类工程问题,从而为实际工程的设计施工提供一定的理论和计算依据。     

热型连铸过程的二维稳态传热模型

根据热型连铸技术原理,建立了热型连铸凝固过程二维稳态温度场的物理、数学模型.通过数值计算,得出了铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和喷水冷却强度等工艺参数对铸坯固液界面位置的影响.计算结果与文献报道的实验结果吻合较好.     

空气冷却涡轮叶片气热耦合数值计算

借助CFX-TASC flow程序的气热耦合数值模拟技术分析了文献[1]实验研究的径向冷却高压涡轮叶片,计算结果与实验数据比较吻合,与绝热壁面条件的结果比较,叶片外表面的等熵马赫数增加.     

内扰因素对室内热分层的影响规律

热压自然通风中,热源产生的浮力羽流使得室内存在热分层现象.房间内扰即热源因素是影响热分层的主要因素之一.本文对具有内热源的民用建筑,采用CFD技术,改变内扰因素对热压自然通风流场进行数值模拟,分析了不同热源工况下的温度场,得出了内扰因素对室内热分层现象的影响规律,为民用建筑自然通风系统的设计提供了理论参考.     

埋地热油管道土壤温度场PHOENICS数值模拟

在充分考虑大地恒温层、热油管道对大地温度场影响范围的基础上,建立了管道运行时的非稳态简化物理模型及相关的数学模型,并使用模拟计算软件PHOENICS对该数学模型进行了求解,能够求解出忽略轴向温降的平面的任意点在管道运行过程中任意时刻的温度变化情况和任意时刻的管道周围土壤温度场的分布.这些问题的求解对研究热油管道间歇输送过程中确定停输时间以及再启动等问题奠定了基础.同时PHOENICS软件的引入,也为此类问题的研究提供了捷径.     

基于CFX的地铁车头外流场数值模拟

提出了地铁列车车头外流场的计算模型,并运用列车空气动力学原理借助流体分析软件CFX对计算模型进行了仿真计算,根据计算结果分析比较了各模型的外流场、压力场的分布,得出了具有良好气动性能的车头外形设计参数,为地铁列车外形设计提供了理论基础。     

冲击加热半无限物体温度波效应

利用拉普拉斯变换和差分方法分别对双曲线型导热方程进行了理论求解和数值分析计算,并对热量传播速度为有限值的温度场做了物理方面的分析和讨论.结果表明,在快速瞬态导热情况下,热量传播速度对温度场的建立将产生本质的影响.     

高温介质短管耦合换热中的热流分布与辐射作用

通过数值模拟短管内常物性高温介质的辐射与对流耦合换热，研究了壁面热流及介质内的热流分布特征，考察了介质辐射作用对热流分布的影响，管内流动为层流正在发展流，介质为吸收发射性灰介质，换热与流动同时发展，采用离散坐标法求解圆柱坐标系下的辐射传递方程，以获得辐射换热项，并将该项作为耦合换热能量方程的源项处理，采用控制容积法离散能量方程和N－S方程，并用SIMPLEC算法进行失代求解，结果表明，高温介质辐射不仅对壁面热流和局面努谢尔数分布有重要影响，而且使介质内径向热流分布发生较大改变。     

土壤源热泵垂直钻孔群间热干扰数值模拟分析

通过建立物理、数学模型,利用Matlab中的PDE工具箱求解埋管周围的温度场分布状况,分别得出单个埋管在不同的时间段连续运行工况下的土壤温度场。再应用叠加原理得出钻孔管群的温度场,分析埋管的间距为3m、4m和5m时钻孔群间的热干扰及不同的孔间距、运行时间等因素造成埋管出口水温度的变化。随着运行时间的增加,钻孔中心温度逐渐升高,钻孔热作用半径逐渐增大,但是钻孔间距较大时,钻孔中心温度的变化很缓慢,说明钻孔热作用半径基本在3m以内。综合实际工程情况,钻孔间距取4.5m。     

冻土水—热耦合模型在某铁路路基中的应用研究

Harlan模型的基本原理,即把温度场和水分场分别用各自的基本方程进行表述,把未冻水含量作为温度函数,建立两个方程的函数关系,得到冻土的Harlan水—热耦合数学模型.将Harlan模型应用于某铁路路基计算,比较了二场单独作用以及耦合作用的结果,分析了相互作用和影响规律.     

用线热源法测定冻土导热系数的实验研究

本文研究了用线热源法测定冻土导热系数的可行性.指出了只要适当控制线热源的加热功率,就可以保证在测试过程中试件始终处于负温状态,避免冻土的熔化,从而能够准确地得到冻土的导热系数,这一研究开拓了线热源法的应用范围.     

玻璃幕墙热工性能的评价

在现代化的公共建筑中,越来越多地采用玻璃幕墙,而这类建筑室内热环境受太阳辐射热的影响比一般建筑更为显著.笔者通过对玻璃幕墙传热平衡方程的分析,并计算了各种不同类型的玻璃幕墙综合传热系数Kz,为玻璃幕墙热工设计提供了参考依据.