水泥混凝土路面的路基温度场测试及数值模拟

路基中温度的分布和变化规律是研究季节性冰冻地区水泥混凝土路面稳定性的基础。基于黑龙江省鸡讷(鸡西—讷河)公路试验路段的路基温度场测试资料,分析温度场的变化规律;建立水泥混凝土路面结构的路基温度场模型,分别在第一类边界条件(附面层理论)和第二、第三类边界条件下对路基温度场进行数值模拟。研究结果表明:路基内部温度变化滞后于大气温度;第二、第三类边界条件作用下的路基温度场数值模拟结果比第一类边界条件更接近温度实测值;沿深度方向,越靠近路基表面,第一类边界条件下的计算值与现场实测值的差异越大,越往下差异越小;而第二、第三类边界条件下的计算值与实测值的差异沿深度方向变化较小,可应用于路基温度场的数值模拟。     

钠冷气门温度场的两相流数值计算方法

针对钠冷气门温度场计算的问题,提出了基于外部边界条件和中空区域两相流模型的数值计算方法。基于发动机的一个循环周期,把实心气门划分为4个区域,根据每个区域与周围环境的作用确定了第三类边界条件,并利用整体硬度法,经台架试验获得了实心气门的温度场,以此温度场校核了外部边界条件,以此作为钠冷气门的外部边界条件;对于钠冷气门中空区域建立两相流模型,求出了内部第三类边界条件;最后通过结合内外部边界条件,利用ANSYS热分析软件计算钠冷气门温度场。计算结果表明:在气门轴向,仿真温度与实测温度的最大差值为45.5℃,相对误差为7.52%,在气门径向,仿真温度与实测温度的最大差值为37.2℃,相对误差为5.79%,它们的最大误差都不超过8%。进而证明:构造的基于外部边界条件和中空区域两相流模型的气门温度场的计算方法是可行的。     

混凝土浇筑层温度场边界条件的选择及其对解答的影响

计算比较了不同边界条件下混凝土浇筑层温度场的理论解答，证实目前运用的第三类边界条件下的解答在边界附近严重“失真”，而第一类虚边界条件下的解答不但形式简单，计算方便，而且结果稳定，能反映温度场的边界特征。     

在生物样品冷冻中具有移动边界的传热研究

当冷却介质的降温速率为常数时,本文用摄动法求解了相交界面随时间的移动及生物组织内的温度场;讨论了各种因素对此的影响。其结果显示,这些解在第三类边界条件和在第一类边界条件下具有较大的差异。     

无孔平板的定常热应力求解

本文对文献提出的不求温度场就可以直接求得热应力场的条件做了进一步的探讨,认为该条件不仅对周边等温(第一类边界条件)是适用的,而且对于温度场的第二类、第三类边界条件也是适用的。文中对圆板和矩形板的定常热应力进行了分析。     

关于波动方程在半空间的求解问题

本文讨论了求解半空间中三维非齐次波动方程在非齐次的第一类、第二类或第三类边界条件下定解问题:其中f_1∈c~2,φ_1∈c~3,ψ_1∈c~2,g_1∈c~2. 求解这个定解问题,关键在于边界条件齐次化后对于初始函数及方程的非齐次项的开拓。在第一类或第二类齐次边界条件下的开拓,是奇开拓或偶开拓。但在第三类齐次边界条件下的开拓,就不那么简单了,一般数学物理方程教程也未见提及。本文着重阐明这个问题。由于边界条件采取统一写法,就可使第一类或第二类边界条件作为特例被包括在内。文中还说明了对于半空间非齐次边界条件怎样使之齐次化,并指出了初始函数与方程的非齐次项在开拓上的共同点。最后,得出了定解问题(1)——(4)的解,并作了讨论。     

用ANSYS模拟岩土开挖的两种计算方法

本文根据ANSYS软件的特点,结合隧道力学的有关原理,提出了两种模拟岩土开挖的方法一多载荷步法和初始应力法,并通过一个算例对这两种方法进行了验证,可供岩土与地下工程方向的研究及设计人员参考。     

调峰机组锅炉汽包温度场解析

通过理论求解，得出锅炉调峰运行时汽包金属壁内温度场的解析表达式，计算了内壁为第一类和第三类边界条件时汽包壁的径向温差，并将不同调峰运行工况下理论解和近似解的计算结果进行对比，得出调峰机组寿命监测系统中汽包温度场的建模原则。     

调峰机组锅炉泡包温度场解析

通过理论求解，得出锅炉调峰运行时汽包金属壁内温度场的解析表达式。计算了内壁为第一类和第三类边界条件时汽包壁的径向温差，并将不同调峰运行工况下理论解和近似解的计算结果进行对比，得出调峰机组寿命监测系统中汽包温度场的建模原则。     

基于有限元法的垂直地埋管换热器传热研究

根据能量守恒原理,对地埋管换热器建立二维传热模型.运用Ansys热分析软件,采用热传导的有限元瞬态分析方法,对地源热泵垂直埋管与回填材料及岩土间的传热进行数值模拟与分析.根据合肥地区某住宅的地源热泵工程的相关设计资料,分析了垂直埋管在岩土中传热的温度场及温度梯度场的影响大小及范围,对地埋管在1个周期运行后对岩土体的温度恢复情况的影响进行了数值分析,结果表明:对于地处夏热冬冷的合肥地区,较适宜应用地源热泵系统,岩土温度的自平衡性较好.     

南京地铁集庆门盾构隧道进洞端头人工冻结加固温度实测

在人工冻结法施工过程中,及时掌握冻土温度场的发展情况是控制和指导施工的重要手段.以南京地铁集庆门站左线盾构到达冻结工程为依托,运用数字测温系统对人工冻结法加固盾构进洞端头的地层温度进行了原位监测,获得了在地层初始温度高、土层含水量大的情况下进行人工地层冻结施工的温度实测数据.在后期停止冻结后对人工冻土的自然解冻温度进行了监测分析.监测结果表明:土质对冻结温度场的影响胜于含水率对其的影响;地下水流速过快和土体中的空气能够阻碍冻结壁的有效形成;在洞口加固工程中注浆水化热不会对土体的冻结产生明显影响;冻土壁轴面上的自然解冻速率快于其他位置,但轴面处冻土的解冻周期性相对较长.     

季节性冰雪蓄冷技术在建筑空调中的应用

为研究季节性冰雪蓄冷技术在建筑空调中应用的可行性,在稳态传热及集总参数分析方法基础上,建立了圆柱形地下储库冰雪储存与释冷过程的数学模型,并得出模型的分析解。运用该模型对北京市商场、办公楼、宾馆和医院四类典型建筑应用季节性冰雪蓄冷技术进行空调供冷的特征参数进行了计算。提出了冰雪蓄冷匹配系数的定义,分析了其在不同储冰初始温度及年平均单位面积冷负荷条件下的变化规律。计算表明,冰雪蓄冷匹配参数主要受年平均单位面积冷负荷影响,而受储冰初始温度影响较小。     

卡尔曼滤波卫星授时的仿真技术

为了提高无线导航卫星系统授时精度,提出了采用卡尔曼滤波对用户时钟钟差、钟漂及老化率进行估计,并预测出下一采样时刻用户时钟与系统时的差值的闭环授时方法,设计了卡尔曼滤波器.分别对单星和多星的授时问题进行了讨论,理论证明了采用多颗卫星授时可提高授时精度,并给出了克拉默罗界.利用STK软件实时产生卫星三维位置和速度,建立了用户时钟仿真模型和观测误差仿真模型,对所提出的方法在单星和多星的情况下进行了仿真.结果表明,在噪声较大情况下仍能保持较高的授时精度.     

高水平压力作用下洞室围岩变形与破坏

为揭示高轴向水平压力作用下洞室围岩变形与破坏规律,研究了模型介质断裂形态,指出模型裂缝存在剪切和拉伸两种形式;采用锯齿形岩石模型和极限应变破坏准则,推导了洞室围岩的应力场,定量分析了试验结果;通过与试验对比,证明了解析的正确性。研究表明,在高轴向水平压力作用下,洞周介质会产生间隔的拉伸裂缝,形成分层断裂现象。拉伸裂缝的几何形状逐渐趋于圆形,每形成一道拉伸断裂,模型等效于形成一个受支护作用的洞室,随着等效洞室半径的增大,其受到的支护力迅速增大,使得分层断裂现象局限在一定范围内。可为深部防护工程设计提供参考。     

混凝土箱梁热—力耦合模型及剪力滞时变效应

为了研究混凝土箱梁墩顶块翼缘板早期裂缝机理,采用热-力耦合方法,建立了混凝土箱梁水化热温效剪力滞耦合模型,提出了广义剪力滞概念,以混合网格对混凝土箱梁墩顶块进行分层网分。计算了剪力滞随水化热温度荷载变化的全过程,分析了水化热温效剪力滞时变效应规律,并将计算值与试验数据进行了比较。结果表明:水化热温度所产生的剪力滞效应为负剪力滞,其程度与水化热温差峰值相关,降低水化热温差峰值,可有效降低水化热负剪力滞效应;翼缘板边缘拉应力峰值出现的时间滞后于温度峰值时间约40h。因此,水化热—力耦合模型能有效地模拟混凝土箱梁墩顶块水化热剪力滞效应,估计翼缘板拉应力峰值出现的时间,及时采取措施进行控制,防止开裂。     

基于T-不变量消除的Petri网合法变迁引发序列判定算法

Petri网的合法变迁引发序列问题(LFS)是其可达性问题的子问题.前人在LFS判定时常因判定算法的指数级时空复杂度或算法难以推广至一般Petri网而受限.因此,基于Petri网T-不变量支集变迁与可达图有向环路上标注变迁的对应关系,综合应用线性代数与可达树分析,原LFS判定被缩减为以基础向量为发生数向量的LFSb判定.通过两棵可达树(分别以原网、初始标识;逆网、目的标识为根)层序轮流构造同时比较当前叶节点层中的标识,若算法终止前有相同标识出现,则LFSb(LFS)判定成功;反之,LFS判定失败.分析表明,算法的时间复杂度为多项式级别的,且适用于一般Petri网的LFS判定.     

认知无线电中的一种信道估计方法

认知无线电系统能否充分发挥其优势在很大程度上取决于信道估计的准确性和实时性。将基于新型时域内插的初始估计和EM跟踪应用于认知无线电系统,同时引入小波包对初始估计进行消噪处理,提出了一种新型的半盲信道估计方法。理论分析和仿真表明,该方法较好地解决了由于主用户存在造成的导频分布不均匀,保证了天线之间导频符号的相关性,且由于采用EM信道跟踪和小波包去噪进一步节省了频谱资源、提高了估计准确性。该方法可满足认知无线电信道估计实时性和准确性要求,具有较大的实际应用价值。     

基于指数型快速终端滑模的有限时间混沌同步

为了解决混沌同步有限时间的实现问题,基于指数终端吸引子的有限时间快速收敛特性,设计了指数型快速终端滑模,并将其引入到一类混沌系统中,提出了一种新的滑模变结构控制,以实现该类混沌系统的状态同步.系统状态变量能以较快的速度在有限时间内到达各级滑模面,最终使系统状态收敛到平衡点.系统具有良好的动态性能,同步时间可以估计和控制,且实现了混沌系统的有限时间完全同步.以Chen混沌系统为例研究验证同步策略的可行性和有效性.     

热对流对土壤温度和能量平衡的影响

在传统的土壤热传导方程基础上,耦合了土壤水分的垂直运动引起的热对流项,用金塔绿洲2005年6月11-15日的观测数据分别计算了土壤热扩散系数以及水的通量密度.以0.05 m深度的土壤层为上边界,模拟了0.10 m和0.20 m深度的土壤层温度,并比较了计算的地表能量闭合因子.结果表明:热传导对流方法模拟的土壤温度与实际...     

盾构出洞水平冻结解冻温度场三维有限元分析

为揭示人工冻土解冻规律,对某地铁区间隧道盾构出洞水平冻结工程融化温度场进行了三维数值模拟分析,并研究了土体导热系数、比热容、含水率和环境温度等因素变化对人工冻土融化温度场的影响.计算结果表明:冻结帷幕解冻所需热量主要来自于与隧道管片和混凝土槽壁接触的大气;解冻过程可为负温阶段、相变阶段和正温阶段,土体温度在负温阶段上升较快,相变阶段上升速度明显变缓,进入正温区后土体温度回升速度再次增大;负温阶段受比热容的影响比较显著,含水率增大引起相变阶段明显延长,导热系数和环境温度变化对三个阶段都有显著影响.为跟踪注浆控制融沉提供了理论依据.