土壤中热,水,气运动的研究

给出了计算不饱和土壤中热、水、气运动的二维数学模型，并对无作物覆盖情况下土壤中热、水、气运动进行了数值模拟，得到了一定环境条件下土壤内各场量的分布，为进一步分析农作物理想的热力与生态环境奠定基础。     

蒸发状况下土壤中热湿迁移的非稳态数值模拟

给出了计算不饱和土壤中热湿迁移的二维数学模型,对蒸发状况下土壤中的热湿迁移过程进行了非稳态数值分析,探讨了土壤热湿迁移对环境参数和土壤内部参数（质地、结构参数）的动态响应特性。     

蒸发状况下土壤中热湿迁移的非稳态数值模拟

给出了计算不饱和土壤中热湿迁移的二维数学模型 ,对蒸发状况下土壤中的热湿迁移过程进行了非稳态数值分析 ,探讨了土壤热湿迁移对环境参数和土壤内部参数 (质地、结构参数 )的动态响应特性     

土壤中热、湿、气及溶质耦合迁移的数学模型

从连续介质力学出发，应用Whitaker提出的局部体积平均法，建立了一个描述植物生长的土壤中热、湿、气及溶质耦合迁移的多场数学模型，以揭示非饱和土壤内复杂的传输机理．此模型中考虑了植物根系对水分、热量、气体和溶质的吸收或排放，同时在边界条件中反映了植物冠层对土壤表面遮阳的影响．因此，该模型相对于已有的其他模型来说，所包含的物理机制更加完备，并且它还具有可解性．     

水-热耦合作用下严寒地区高速铁路隧道温度场分布规律

为研究严寒地区高速铁路隧道修筑后,衬砌背后围岩冻结引发的隧道冻胀病害问题,以吉图珲客运专线榆树川隧道为例,综合考虑水分迁移和冰-水相变潜热对衬砌-围岩热传导的影响,建立了围岩冻结过程中的水-热耦合模型,结合现场实测大气温度,利用有限元法对榆树川隧道温度场进行了计算,得到了严寒地区隧道温度场的分布规律,确定了隧道发生冻结...     

长春地区季节冻土水热迁移的分析与模拟

为了揭示季节性冻土中地下水的运移规律,在长春进行了为期5个月的现场冻深、含水量、地温观测,同时进行了室内试验研究,并建立模型分析水的运移规律。结果表明:导热系数随着温度的降低略有增大,但增率很小,当温度变化1℃,导热系数的变化在1%左右,所以计算中可忽略温度变化对导热系数的影响,并且需要加入一个过渡函数来防止数值模拟过程中的不收敛问题。改进后的数值模拟方法可以正确揭示冻土中水分迁移的规律,并进一步指导工程实践。     

HIPAS 系统中热湿传输的理论模型

从连续介质流体力学的观点，采用局部体积平均方法，建立了一个描述作物覆盖条件下土壤热湿迁移过程的二维数学模型．以能量平衡原理及土壤层水汽扩散理论为基础，建立了根系吸水吸热、作物蒸腾和土面蒸发模型．两者耦合适用于求解ＨＩＰＡＳ系统中热湿传输问题．     

华龙一号反应堆上腔室及热段流热耦合场数值模拟

压水型反应堆(pressurized water reactor, PWR)系统主管道热段内冷却剂的温度和流量,直接反映了核功率和堆芯换热状态,是反应堆功率控制和安全保护的核心参数。为全面掌握“华龙一号”反应堆上腔室及热段内冷却剂流-热耦合场分布及演变规律,为核心参数测控提供参考,本文基于有限元分析(Finite Element Method, FEA)方法,对上腔室及热段冷却剂流域进行了计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟。首先建立了合理简化后的“华龙一号”(Hualong One)反应堆上腔室及相连热段的3D几何结构模型。随后对模型计算域进行了离散化网格划分和网格敏感性分析。最后通过计算,获得了冷却剂非等温流动的稳态特性解,流量、温度与相关设计估算值、实际测量值的相对误差均小于2%。对稳态特性研究表明,高、低温冷却剂在上腔室垂直内壁附近的不充分换热导致热段入口冷却剂温度分布不均,存在14.0~16.3℃的温差。随冷却剂沿轴向流动,冷却剂温度场分布和流场分布均逐渐趋于均匀和稳定,且是热段内低温冷却剂的流动主导了冷却剂温度分布的变化。     

应用单向法的气冷涡轮气热弹耦合数值研究

对采用径向对流冷却的NASA C3X叶片进行了单向气热弹耦合数值模拟。气热耦合计算比较了在考虑转捩现象的对于计算结果的影响,同时考虑了温度变化引起的气体属性变化对气热耦合计算的影响,并与NASA报告中的实验结果进行了对比。结果表明,雷诺应力模型对于转捩过程的捕捉能力有限。应用气热耦合的计算结果作为有限元的输入条件,使用ANSYS研究了外部流体冲击场叠加叶片温度场后的总应力和总变形,使用单向法实现了气动、热应力场的多场耦合研究,对于涡轮设计以及寿命预测有一定的借鉴意义。     

齿轮传动非稳态热弹流润滑数值计算模型的研究

根据弹流润滑理论的基本原理，建立了齿轮传动非稳态热弹流润滑数值计算模型。该模型不仅考虑了齿轮传动中系统振动引起的动载荷、卷吸速度、曲率半径随时间和坐标的变化，以及流体的可压缩性等非稳态效应．还考虑了齿轮传动中的热效应和流体的非牛顿性。综合考虑这些因素可准确模拟齿轮传动的实际工况，更有效地指导实际生产。     

雪层中水热耦合迁移模型的建立

建立了雪层中水、热耦合迁移模型，利用该模型分析了水、热、溶质交换的复杂的物理过程及雪层对土壤表面能量传输、水分迁移的影响，可用于预测冻融期积雪层的物理变化过程及雪层对土壤水热状况的影响。     

锅炉供水供热的最优控制

针对大型建筑群的锅炉供水供热问题，提出数学模型及控制系统的设计，并给出了节能控制的具体算法。     

基于COMSOL软件的深埋地下工程围护结构热湿耦合传递模拟

围护结构内的热湿耦合传递是影响地下工程热湿负荷的重要因素,为了研究深埋地下工程中围护结构的热湿行为,通过建立热湿耦合传递模型,以两种衬砌结构为研究对象。在进行热湿传递模拟时,为体现含湿量对材料导热性能和传湿性能的影响,模型中将建筑材料的各项参数均表示为含湿量的函数。利用COMSOL Multiphysics的偏微分方程接口,模拟围护结构的热湿吸放过程,并比较两种衬砌结构的热湿传递规律。模拟结果表明:围护结构的热湿负荷变化略滞后于工程内部空气的温湿度的变化过程;离壁式衬砌结构的热负荷远小于贴壁式衬砌结构;离壁式衬砌中的空气夹层能有效增加围护结构的热阻,但是会降低围护结构的传湿阻力;离壁式衬砌结构和室内空气的传湿量略小于贴壁式衬砌结构,两者相差大约30%;离壁式衬砌更能够减小深埋地下工程的热湿负荷,降低工程能耗水平。     

土壤热湿迁移实验与数值模拟的研究

对蒸发状况下土壤中的热湿迁移进行了实验研究,同时也对相应条件作了数值模拟,所得结果能够相互验证．在此基础上阐述了土壤中热湿迁移的一般规律．     

多变因素条件下延伸表面传热通用数值分析计算的研究

研究各种形式肋片在辐射－对流－导热的联合作用下，以及变换特性参数时稳态与非稳态传热的通用数学物理模型和数值计算方法，考虑了辐射与整体肋片传热计算的耦合问题。     

蓄水单坑非均质土土壤水分运动的数值模拟

针对蓄水坑灌法中非均质土壤水分问题，建立了数学模型，并采用ADI（交替方向隐式）差分法进行求解以模拟非均质土土壤水分运动规律，物理模型试验验证表明其与数值模拟结果基本相符，说明将此方法用于果树单抗灌溉入渗问题的研究是行之有效的，对促进果树灌溉技术的进一步研究具有重要意义。     

蒸发条件下非饱和土水分迁移的数值模拟

大气的蒸发效应引起土体内部含水量及温度的重新分布,本文旨在研究蒸发条件下非饱和土中水分及热量的迁移规律.对于土体在蒸发条件下总吸力和温度的变化特征,采用非饱和土水-热迁移模型加以描述,该模型中液态水和气态水的迁移分别是基于Darcy定律和Fick定律而建立的.探究了利用土体基本物性指标和气象因素预测模型计算中相关参数及边界条件的方法,利用上述模型及预测方法只需获取土体基本物理性质便可获取任意时刻非饱和土中含水量及温度的分布情况.该理论被用来模拟Wilson土柱蒸发试验实测结果,其理论结果和试验实测结果是较一致的.     

土壤水动力学在平原水文模拟中的应用

本文对平原水文模型中如何充分而又实际地运用土壤水动力学的理论和方法进行了探讨,用数值法求解一维垂向饱和-非饱和里查兹方程来模拟垂向水流和土壤水及地下水动态;用稳定状态的近似解来计算潜水蒸发;用非线牲水库概念模型来模拟地下水对河道的排水过程.所建议的方法在五道沟实验区试用,效果良好.