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1. 问题描述 图1为传统道碴路堤模型示意图。忽略风的作用，考虑气候变暖对传统道碴路堤长期热稳定性的影响。以下对其修筑完成后第2年和第50年的温度场进行分析。考虑对称性，取一半为研究对象。
2 x. Q1 T4 V+ O- x- s& i. p# D
图1 传统道碴路堤模型示意图 2. 区域内控制方程5 w g& ]) y" r! ^/ }2 S
在计算中对于含水介质中相变潜热问题采用显热容法进行处理，假设模型中含水介质相变发生在温度区间(Tm±ΔT)。当建立等效体积热容时，应考虑温度间隔ΔT的影响， 同时假设介质在已冻、未冻时的体积热容Cf和Cu及导热系数λf 和λu不取决于温度，因此简化构造出Ce*和λe*的表达式如下：# k+ S. G% n) k/ I3 A! n
式中：L为含水介质单位体积相变潜热。 3. 材料参数 各介质材料参数见表1。 表1 路堤结构中各介质的物理参数$ Q/ V7 a2 R/ O) R
4. 边界条件与初值条件 4.1. 给定温度 考虑全球气候变暖的影响，取青藏高原未来 50年年平均气温上升 2.6 ℃，设初始年平均气温为-4.0 ℃，对各计算模型的热边界条件进行如下设定： 天然地表 AB和 IJ的温度按下式变化：
5 p. t7 c0 g: q. u2 z) U
路堤斜坡 BCDE和FGHI 的温度按如下规律变化：, }& ?2 Z$ n! n P& P5 l
路堤顶面 EF的温度变化规律为：
+ o$ D3 m ^7 l( m/ k! @# h' ?
式中：th为时间变量，当α0=0时，th=0对应的初始时间为7月15日 4.2. 给定热流密度：3 p. u: C0 l* T ]! W. J
4.3. 初值条件' |! [ S* W$ I4 v' g" L. N& z4 L
5. 时间步设定： 试算两年，共146步； 第2年 7月15日对应为第73步； 第2年10月15日对应为第91步； 6. 网格剖分 四节点四边形、三节点三角形
7 A, y& P* q. H& u
% U0 g; ^! v- K- E& K% n, n
7. 结果 第2年10月15日温度分布云图 e/ s, Z ~3 c: Y
等值线图
9 d! o( J# `( G" t1 P
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发表于 2013-8-16 12:01:39
