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寒区隧道围岩水热力耦合数值分析 预览
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作者 杨天娇 王述红 +1 位作者 张泽 高钰 《东北大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1178-1184,共7页
利用“三区域”理论,建立考虑水分迁移和水冰相变的寒区隧道水热耦合问题的联合求解微分方程,然后采用 COMSOL Multi-physics 软件实现温度场和水分场耦合数值模拟,进而将数值模拟结果与土柱冻结试验的结果进行对比,验证水热耦合数值模... 利用“三区域”理论,建立考虑水分迁移和水冰相变的寒区隧道水热耦合问题的联合求解微分方程,然后采用 COMSOL Multi-physics 软件实现温度场和水分场耦合数值模拟,进而将数值模拟结果与土柱冻结试验的结果进行对比,验证水热耦合数值模拟模型的有效性.根据冻胀理论,着重对寒区隧道的应力场控制方程进行推导,利用孔隙冰与冻胀率之间的关系建立寒区隧道水热力三场耦合计算模型.最后以牡丹江到绥芬河区间的牡绥隧道为例,对温度场、水分场以及应力场进行了模拟分析.结果表明:外界温度的变化对开挖后的隧道会有很大影响.随着时间的增加,隧道洞口冻结圈厚度逐渐增加,在1月份达到最大冻深2m左右. 展开更多
关键词 寒区隧道 耦合 耦合 冻胀 COMSOL
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冻融过程土壤水热力耦合作用及其模型研究进展 预览
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作者 冉洪伍 范继辉 黄菁 《草业科学》 CAS CSCD 2019年第4期991-999,共9页
冻融过程水热力耦合是寒区水文循环的重要内容,是寒区农业、建筑、生态领域需要迫切解决的问题。本研究对冻土冻融过程、水热力耦合机理研究进行了分析:目前对于水分迁移驱动力大多归结于土壤水势梯度,采用土壤水分特征曲线进行求解,但... 冻融过程水热力耦合是寒区水文循环的重要内容,是寒区农业、建筑、生态领域需要迫切解决的问题。本研究对冻土冻融过程、水热力耦合机理研究进行了分析:目前对于水分迁移驱动力大多归结于土壤水势梯度,采用土壤水分特征曲线进行求解,但是这种方法并没有考虑土体温度、土体形变以及土壤的物理特性指标。水热力耦合模型实现了水分、温度、应力之间的耦合,但是水分、温度、应力的变化对土壤特征参数的反馈机制并未体现;在多场作用下的分凝冰形成机理是解决土体冻胀的关键,对该问题有待进行深入研究。同时对目前主流的水动力学模型、刚性冰模型、热力学模型3类耦合模型在适用性和准确性方面进行了讨论。最后,针对目前冻融过程水热力耦合研究存在的问题进行分析并提出研究的构想。 展开更多
关键词 冻融过程 耦合 动力学模型 刚性冰模型 力学模型
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基于格子Boltzmann方法非饱和土体水热耦合模型研究 预览
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作者 李腾风 王志良 +1 位作者 申林方 徐则民 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期154-160,196共8页
考虑热源作用下非饱和土体水热耦合作用机制,基于格子Boltzmann方法,采用双分布函数分别描述温度场及水分场的演化过程,建立了相应的水热耦合模型。同时,编制了计算程序,并结合半无限空间的水热耦合算例,验证了该计算模型的正确性。最... 考虑热源作用下非饱和土体水热耦合作用机制,基于格子Boltzmann方法,采用双分布函数分别描述温度场及水分场的演化过程,建立了相应的水热耦合模型。同时,编制了计算程序,并结合半无限空间的水热耦合算例,验证了该计算模型的正确性。最后考虑水热耦合作用模式、热源温度以及土体孔隙率等因素的影响,讨论了非饱和土体温度场及水分场的演化规律。研究结果表明:传统的单向耦合模式无法表征水分迁移对土体导热特性的影响,从而导致温度场的演化规律有所偏差,而所提出的双向耦合模式更具合理性。在恒温热源作用下,不同热源温度对土体温度场及水分场的演化均会产生较大影响,且在非饱和土体温度升高速率较快的位置,体积含水率也相应的变化较快。在相同热源作用下,当初始体积含水率一定时,孔隙率较小的土体,温度升高速度较快,但总体差别不大,从而使得体积含水率分布也较为接近。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 非饱和土体 耦合 分迁移 特性
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川藏铁路季节性粗颗粒冻土边坡水热过程模拟 预览
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作者 梁树 谢强 +2 位作者 赵文 叶唐进 蒋良文 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1440-1447,共8页
以川藏铁路东段的季节性粗颗粒冻土边坡为研究对象,通过建立一个考虑积雪、渗流和年循环气温作用下的带相变的瞬态水热耦合的饱和-非饱和的多孔多相介质数值计算模型,结合野外实测,分析季节性粗颗粒冻土边坡的温度场、水分场的分布特征... 以川藏铁路东段的季节性粗颗粒冻土边坡为研究对象,通过建立一个考虑积雪、渗流和年循环气温作用下的带相变的瞬态水热耦合的饱和-非饱和的多孔多相介质数值计算模型,结合野外实测,分析季节性粗颗粒冻土边坡的温度场、水分场的分布特征、冻结深度及其影响因素。研究结果表明:积雪消融入渗改变季节性粗颗粒冻土的水分场,地表可形成最大0.8m的暂态饱和区。水分场的动态变化提高了热传递速度,增强了冻结能力,边坡冻结深度增大60%,冻结速率增大30%,融化速率增大200%。地下水热对流作用抑制土体冻结,加速土体融化,其中坡脚地下水出露边坡的冻融深度为地下水深埋边坡的63%,冻结速率为79%,融化速率增大1倍。川藏铁路新都桥地区季节性粗颗粒冻土边坡的冻结深度为1.0m,最大可达到1.9m。边坡不同位置的冻结深度不同,在坡肩处最高,坡脚处最低;进入融化期后,因冻结深度小及地下水热流作用,坡脚处最先融化。 展开更多
关键词 川藏铁路 季节性冻土 季节性粗颗粒冻土 冻融深度 耦合 数值模拟
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水热耦合作用下的高寒阴湿地区道路翻浆分析 预览
5
作者 万瑞霞 瞿明 +1 位作者 张伟 王成 《筑路机械与施工机械化》 2019年第5期47-50,共4页
为了研究温度和水分对高寒阴湿地区道路翻浆的影响,通过有限元软件Geostudio提出水热耦合计算模型,并将分析结果与现场实测值进行对比。结果表明:水热耦合作用、水分场和温度场是造成该地区道路翻浆的主要因素;水热耦合作用下,检测地区... 为了研究温度和水分对高寒阴湿地区道路翻浆的影响,通过有限元软件Geostudio提出水热耦合计算模型,并将分析结果与现场实测值进行对比。结果表明:水热耦合作用、水分场和温度场是造成该地区道路翻浆的主要因素;水热耦合作用下,检测地区最大冻结深度达1.8m,水分向上迁移,形成水分重分布,路基冻害加深;融化期路面下0.8~1.2m处最大含水率达到40%,从上到下含水率呈现先增大后减小的趋势。 展开更多
关键词 高寒阴湿地区 道路翻浆 耦合 路基
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道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验及现场验证 预览
6
作者 龙小勇 岑国平 +1 位作者 蔡良才 刘垍荧 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期172-178,共7页
为更加全面客观地认识机场道面结构的温度场、水分场及其耦合作用的基本规律,为季冻区机场道面结构不均匀冻害的防治提供理论依据和措施建议,设计道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验箱,开展外部水分渗入道肩试验和道面结构不均匀冻胀... 为更加全面客观地认识机场道面结构的温度场、水分场及其耦合作用的基本规律,为季冻区机场道面结构不均匀冻害的防治提供理论依据和措施建议,设计道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验箱,开展外部水分渗入道肩试验和道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验,并利用现场冻胀量监测结果验证了模型的可靠性和适用性.结果表明:模型试验直观地模拟了跑道与道肩冻胀错台现象,阐明了其产生的原因和机理;揭示了机场道面结构温度场、水分场及其耦合作用的基本规律;外部水分入渗对机场道面结构水分场重分布有较大影响;机场道面结构的不均匀冻害是其内部水热耦合作用的产物,降温速率和温度梯度影响冻结时的水分积聚和迁移,反过来水分的重分布也影响温度的传递.采用室内缩尺物理模型试验和现场监测相结合的研究思路和实施方法不仅为季冻区建筑物不均匀冻胀问题的防治提供了理论基础,也丰富了人们探索水热耦合规律的方法,具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 机场道面结构 不均匀冻胀 模型试验 耦合 温度梯度 分迁移
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道面结构不均匀冻胀模型试验及数值模拟 预览 被引量:1
7
作者 龙小勇 岑国平 +1 位作者 蔡良才 刘垍荧 《哈尔滨工业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期68-75,共8页
为更好地揭示道面结构内部温度场、水分场和冻胀量的基本规律,为防治道面结构不均匀冻胀病害提供有效的理论依据,自主设计了道面结构不均匀冻胀模型试验箱,开展了外部水分入渗道肩和道面结构不均匀冻胀模型试验,基于ABAQUS的二次开发实... 为更好地揭示道面结构内部温度场、水分场和冻胀量的基本规律,为防治道面结构不均匀冻胀病害提供有效的理论依据,自主设计了道面结构不均匀冻胀模型试验箱,开展了外部水分入渗道肩和道面结构不均匀冻胀模型试验,基于ABAQUS的二次开发实现了道面结构内部水热力三场耦合数值模拟,并将数值模拟结果与模型试验结果进行了对比分析.结果表明:模型试验直观地模拟了跑道与道肩冻胀错台现象,并阐明了错台的原因是跑道与道肩的不均匀冻胀;客观地揭示了道面结构内部温度场、水分场及冻胀量的发展规律;水分通过道肩渗入道面结构引发水分场的重分布;道面结构不均匀冻胀是水热耦合作用的产物,温度梯度和降温速率影响着冻结过程中水分的迁移和积聚,水分场的重分布反过来也影响着温度的传递.数值模拟结果与模型试验结果吻合良好,且符合实际,数值模型的正确性和适用性得到了验证.结合模型试验的客观性优势和数值模拟的全面性优势有助于深入研究更多寒区构筑物地基的不均匀冻胀病害问题. 展开更多
关键词 道面结构 不均匀冻胀 模型试验 数值模拟 耦合
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基于COMSOL Multiphysics数学模块的冻土水热耦合分析 预览
8
作者 张明礼 郭宗云 +3 位作者 韩晓斌 王斌 魏浩田 高樯 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第33期7-12,共6页
多年冻土内部的水热过程是影响冻土区生态环境演变、干旱区水资源利用及地表工程结构稳定性的重要因素。然而传统的水热耦合理论模型忽略了非饱和土体中水分对流传热作用,在水分场与温度场耦合理论模型的数值实现上仍有困难。以垂直土... 多年冻土内部的水热过程是影响冻土区生态环境演变、干旱区水资源利用及地表工程结构稳定性的重要因素。然而传统的水热耦合理论模型忽略了非饱和土体中水分对流传热作用,在水分场与温度场耦合理论模型的数值实现上仍有困难。以垂直土柱单向冻结实验为基础,通过COMSOL Multiphysics软件的数学模块实现考虑冰水相变和水分对流的温度场和水分场偏微分方程的耦合求解,分析了冻土水分对流与温度变化的关系。结果表明:①COMSOL可以实现冻土水热参数、冰水相变潜热以及边界条件的灵活定义,容易实现水热两场耦合分析;②对于含水量较高的土体,水分对流传热作用不可忽略。 展开更多
关键词 冻土 耦合 COMSOL MULTIPHYSICS 偏微分方程 含冰量
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水热耦合作用下沥青-集料界面黏附性研究 预览 被引量:1
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作者 崔宇超 马翔 孙孝语 《铁道科学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期614-620,共7页
为评价环境因素对沥青?集料黏附特性的影响,选用70号基质沥青、SBS改性沥青及高黏沥青共3种沥青与玄武岩、石灰岩2种集料为原材料,通过光电比色法定量检测水热耦合作用对界面黏附性的影响,并通过水煮法和电镜扫描加以验证。研究结果表明... 为评价环境因素对沥青?集料黏附特性的影响,选用70号基质沥青、SBS改性沥青及高黏沥青共3种沥青与玄武岩、石灰岩2种集料为原材料,通过光电比色法定量检测水热耦合作用对界面黏附性的影响,并通过水煮法和电镜扫描加以验证。研究结果表明:随着水热作用时间的增加,沥青与集料的黏附性逐渐降低;SBS改性沥青和高黏沥青与2种集料均表现出良好的抵抗水热作用的性能,SBS改性沥青只适用于短期水热作用,而高黏沥青具有更好的长期抗水热作用性能;水热作用下,沥青在集料表面的脱落并非全部是层状脱落,而是从集料某些表面特性较差的区域开始逐渐收缩变薄,直到完全将集料表面裸露出来;光电比色法可以定量、可靠地评价沥青与集料之间的黏附性能。 展开更多
关键词 耦合 界面黏附 光电比色法 扫描电子显微镜
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饱和砂层渗流冻结水热耦合模型与试验验证 预览 被引量:2
10
作者 程桦 林键 +1 位作者 王彬 荣传新 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第12期38-44,共7页
为研究滲流作用下饱和砂层冻结规律,根据冻结过程中土体水分迁移及热量变化、热力学和滲流力学的基本理论,并考虑冻结过程中绝对孔隙率的降低对滲流的影响,基于Harian水热耦合模型,建立了饱和砂层含相变全参数滲流冻结耦合数学模型,并应... 为研究滲流作用下饱和砂层冻结规律,根据冻结过程中土体水分迁移及热量变化、热力学和滲流力学的基本理论,并考虑冻结过程中绝对孔隙率的降低对滲流的影响,基于Harian水热耦合模型,建立了饱和砂层含相变全参数滲流冻结耦合数学模型,并应用C0MS0L有限元软件与MATLAB编程,实现了耦合数学模型的数值求解.设计了相似模型试验验证了该模型及方法的合理性.研究结果表明:数值模拟结果与试验结果较为吻合,数学模型与求解方法合理、有效,为今后滲流地层冻结的拓展研究提供可靠数学与试验基础. 展开更多
关键词 饱和砂层 渗流冻结 耦合 多孔介质 模型试验 数值计算
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不同滴灌水温在灰漠土中水热耦合模拟与验证 预览
11
作者 吉恒莹 李磐 +1 位作者 付彦博 冯耀祖 《新疆农业科学》 CSCD 北大核心 2018年第2期319-327,共9页
【目的】滴灌条件下不同灌溉水水热状况对土壤水热状况的影响规律,根据土壤水、热运动基本方程,建立了地表滴灌水、热运移数学模型。【方法】采用正交试验设计,设计不同滴灌水温水平及其组合,共计40个试验处理。利用HYDRUS-1D软件建立... 【目的】滴灌条件下不同灌溉水水热状况对土壤水热状况的影响规律,根据土壤水、热运动基本方程,建立了地表滴灌水、热运移数学模型。【方法】采用正交试验设计,设计不同滴灌水温水平及其组合,共计40个试验处理。利用HYDRUS-1D软件建立的数学模型进行了数值求解,与实测数据结果进行验证。【结果】建立新疆灰漠土土壤含水量与压力水头的模拟方程(1)Q(h)=0.0638+0.3289×1+0.0077h1.5597-0.3589;(2)eln0.3289Q-0.06381.5605(h<0),确定土壤的水力学参数和热特性参数。【结论】利用该数学模型对地表滴灌条件下作物生长所需的土壤水、热环境条件模拟预测。从模型的数值模拟值和实测结果对比验证显示,地表滴灌条件下低水温(10℃)和高水温(30℃)对土壤表层影响比较大,而且在早春增加一定的灌水温度,有利于作物苗期的生长。 展开更多
关键词 灰漠土 耦合 滴灌 模型 温度
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高温下饱和回填材料的换热特性研究
12
作者 杜红普 李敏 王恩宇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期172-179,共8页
大饱和度地下区域储能时,回填材料的水热运移对埋管换热器和基体间热传递的作用不容忽视。基于改进理查德方程和Marsily表观热导率,建立高含水率下回填材料(粘土、砂及砂加膨润土)的二维热湿迁移模型,并在室内搭建换热试验平台,获... 大饱和度地下区域储能时,回填材料的水热运移对埋管换热器和基体间热传递的作用不容忽视。基于改进理查德方程和Marsily表观热导率,建立高含水率下回填材料(粘土、砂及砂加膨润土)的二维热湿迁移模型,并在室内搭建换热试验平台,获取3种材料的单位换热效率及排、停热工况下温、湿度场分布。结果表明:高含水率密闭系统中的Soret效应相对较弱,可只考虑潜热的纯导热;高饱和度条件下,砂类等低持水性材料传热效果最好。但综合考虑热容能力时,在忽略热损失情况下,粘土的间歇排、取热有利于提高储能系统的有效性,经济性最高;所建数学模型与试验数据吻合度好,高温饱和条件下,水蒸气扩散及蒸发冷凝引起的水热运移可忽略,所建模型适用于大饱和度环境下回填材料的传热分析。 展开更多
关键词 回填材料 高温高湿 耦合 特性
贵州人工草地-农田界面土壤水热耦合影响域动态变化研究 预览
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作者 王建立 郝俊 +3 位作者 杨丰 刘洪来 程巍 陈超 《草地学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期303-309,共7页
通过对贵州人工草地-农田界面表层土壤(0-20cm)的调查采样和室内分析,明确界面土壤水分和温度的空间变化特征,利用水分和温度双因素耦合来判定界面影响域,探讨其季节性动态变化过程。结果表明:人工草地土壤水分四季分别为60.7%±... 通过对贵州人工草地-农田界面表层土壤(0-20cm)的调查采样和室内分析,明确界面土壤水分和温度的空间变化特征,利用水分和温度双因素耦合来判定界面影响域,探讨其季节性动态变化过程。结果表明:人工草地土壤水分四季分别为60.7%±0.31,23.6%±0.20,19.7%±0.20和70.4%±0.19,均高于农田的34.5%±0.52,11.8%±0.23,10.0%±0.19和64.1%±0.13;土壤温度空间变化表现为夏秋季节草地低于农田,冬春季节草地高于农田;贵州农田-人工草地界面四季土壤水热耦合影响域处于一个动态变化的过程,呈现为"窄-宽-窄"的规律;四季界面影响域宽度分别为25,28,34和29m。利用双因素耦合判定界面影响域能够在一定程度上避免单因素判定造成的"偏向性"结果。 展开更多
关键词 人工草地-农田 界面影响域 移动窗口法 耦合
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基于水热耦合数学模型的水库不同运行方式下水温模拟研究 预览
14
作者 赵冬 《水利技术监督》 2017年第4期70-73,共4页
文章基于水热耦合数学模型对辽宁西部某水库水温进行模拟研究,并结合水库站点实测水温资料对模型进行验证。经过验证,水热耦合数学模型在水库水温数值模拟具有较好的精度,水库不同运行方式对水库水温影响较大,且在丰水年水库对水温影响... 文章基于水热耦合数学模型对辽宁西部某水库水温进行模拟研究,并结合水库站点实测水温资料对模型进行验证。经过验证,水热耦合数学模型在水库水温数值模拟具有较好的精度,水库不同运行方式对水库水温影响较大,且在丰水年水库对水温影响程度高于枯水年;水库运行后,水库的水温高值减小,低值增大。研究成果对于水库不同运行方式下的水温模拟计算提高方法具有参考价值。 展开更多
关键词 耦合 数学模型 运行方式 数值模拟
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非饱和土中温度引起水分迁移的光滑粒子法数值模拟 被引量:1
15
作者 陈佩佩 白冰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期150-156,共7页
基于光滑粒子法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)的基本原理,尝试着对给出的非饱和土中水热耦合问题进行数值模拟。首先,采用基于SPH算法自行编制的程序对抛物型偏微分方程进行求解,并与解析解做出对比。计算结果表明,SPH算法... 基于光滑粒子法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)的基本原理,尝试着对给出的非饱和土中水热耦合问题进行数值模拟。首先,采用基于SPH算法自行编制的程序对抛物型偏微分方程进行求解,并与解析解做出对比。计算结果表明,SPH算法用来数值模拟抛物型偏微分方程是可行的及有效的,这就为进一步采用SPH算法计算非饱和土在温度作用下的水分迁移问题提供了理论依据。然后,对非饱和土介质中热能传输以及水分迁移的规律进行了数值计算,其中重点计算了不同热扩散系数、温度诱致的水分扩散系数、等温条件下的水分扩散系数和热源条件下的体积含水率和温度分布的特点,并对其演化过程和机理进行分析,从而将SPH算法的应用范围作了扩展。 展开更多
关键词 SPH算法 离散格式 耦合 能传输 分迁移
青藏高原典型多年冻土区的一维水热过程模拟研究 被引量:3
16
作者 马启民 黄滢冰 +1 位作者 南卓铜 吴小波 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2016年第2期341-350,共10页
了解多年冻土内部的水热过程对寒区工程规划和建设的辅助决策具有重要意义.冻土的水分迁移与温度变化密切相关,然而传统的经验模型局限性大,对水热物理过程考虑不足;陆面过程模型所需的驱动数据多且很难准确模拟深层土温,尽管数值模型... 了解多年冻土内部的水热过程对寒区工程规划和建设的辅助决策具有重要意义.冻土的水分迁移与温度变化密切相关,然而传统的经验模型局限性大,对水热物理过程考虑不足;陆面过程模型所需的驱动数据多且很难准确模拟深层土温,尽管数值模型在工程上应用的比较多,但很少应用到冻土的演化过程中.基于非饱和土壤渗流和热传导理论,实现了冻土水分场与温度场的水热耦合数值模拟.以唐古拉综合观测场为例,将数值模拟结果与观测数据进行对比,验证水热耦合数值模拟的有效性.结果表明:模型对土壤温度模拟效果较好,15 m以上R^2在0.88以上,RMSE在1℃以内;水分模拟尚可,但仍存在一定误差,R^2在0.7以上,RMSE在7.65%以内.模拟的活动层厚度约3.6 m,年平均地温所在的深度约为15 m,与实测值基本一致.该水热耦合模型可用于研究多年冻土区土壤水热变化规律. 展开更多
关键词 冻土 数值模型 土壤温度 土壤 耦合
土壤冻融过程中的多层水热耦合模拟研究 预览 被引量:3
17
作者 李佳 周祖昊 +1 位作者 王浩 王康 《水文》 CSCD 北大核心 2016年第1期1-7,共7页
为准确模拟土壤冻融过程中温湿度变化以及水热传递规律,以支撑寒区水循环及其对气候变化的响应研究,在国内具有自主知识产权的WEP-L模型基础上,通过添加土壤层水热耦合计算模块,细化土壤分层结构,构建了多层水热耦合模型。根据吉林省前... 为准确模拟土壤冻融过程中温湿度变化以及水热传递规律,以支撑寒区水循环及其对气候变化的响应研究,在国内具有自主知识产权的WEP-L模型基础上,通过添加土壤层水热耦合计算模块,细化土壤分层结构,构建了多层水热耦合模型。根据吉林省前郭灌区土壤冻融原位实验,确定了模型中的土壤水热参数,并用2011~2012年完整冻融周期内实测的土壤温度和含水率数据进行了模型验证。结果表明,模型能较好的模拟不同深度土层的温湿度变化规律,其中土壤温度模拟的平均NASH效率系数为0.752,土壤含水率和土壤冻结深度的模拟结果和实测值的变化规律较一致。 展开更多
关键词 土壤冻融 耦合 多层模型 WEP-L
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地埋管换热器水热耦合模拟研究 预览 被引量:1
18
作者 龙焘 陈刚 +1 位作者 胡成 王碧 《安全与环境工程》 CAS 2015年第4期16-21,27共7页
地埋管换热器是地温空调的重要组成部分,由于地下水流场的存在,热量在地埋管周围岩土体中的传递不只有热传导,还存在水动力场条件下的热对流、热弥散,因此地下水的渗流作用对地埋管换热器换热的影响不容忽视。通过野外原位试验和数... 地埋管换热器是地温空调的重要组成部分,由于地下水流场的存在,热量在地埋管周围岩土体中的传递不只有热传导,还存在水动力场条件下的热对流、热弥散,因此地下水的渗流作用对地埋管换热器换热的影响不容忽视。通过野外原位试验和数值模拟方法对地埋管换热器的水热耦合进行数值模拟研究。结果表明:利用Feflow软件建立的地埋管换热器水热耦合模拟模型是可靠的;通过对比试验,在渗流/无渗流条件下地埋管系统运行48h时温度差为2.31℃,且渗流型地埋管系统的换热效率较无渗流型地埋管系统的换热效率高,可以用于工程推广。 展开更多
关键词 地埋管换 地下 耦合 响应试验
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松辽盆地北部干热岩开发水热产出预测 预览 被引量:2
19
作者 李正伟 张延军 +1 位作者 郭亮亮 金显鹏 《吉林大学学报:地球科学版》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1189-1197,共9页
干热岩是一种分布广泛且储量巨大的清洁能源,在干热岩开发的前期,合理预测场地的水热产出能力具有重要的意义。笔者根据松辽盆地北部莺深2井的实际地质资料,以石油压裂设计软件FRACPRO为手段,进行了压裂模拟。根据模拟得到裂缝几何形态... 干热岩是一种分布广泛且储量巨大的清洁能源,在干热岩开发的前期,合理预测场地的水热产出能力具有重要的意义。笔者根据松辽盆地北部莺深2井的实际地质资料,以石油压裂设计软件FRACPRO为手段,进行了压裂模拟。根据模拟得到裂缝几何形态与孔、渗的性质,通过自编程序修正水热耦合地质模型中的单元参数,并利用TOUGH2软件模拟换热过程。模拟结果显示:在本文采取的压裂方式下,该地区单条裂缝的最大生产流速为8kg/s,系统流动阻抗由初始的0.74 MPa/(kg·s)增加为第10年的2.72MPa/(kg·s);系统运行10a后,生产温度降低了5.5℃,系统的平均产热功率为2 930kJ/s。通过人工改造,改善了天然储层的渗流能力,获得了持续稳定的水热产出,证明储层改造方式科学合理,但如何提高热储的质量生产流速仍需进一步研究。 展开更多
关键词 力压裂 耦合 数值模拟 功率 松辽盆地
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短时冻区气候下土坡浅层水热状况的数值分析 预览 被引量:1
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作者 阙云 陈晓鹏 荣耀 《广西大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2015年第1期220-227,共8页
为揭示短时冻区气候下土坡浅层水热状况,利用有限差分技术编制边坡水热耦合程序,分析福建地区典型短时冻区气候下土坡浅层的冻深、冻结时间与含冰率状况以及日最低气温、辐射与平均风速对土坡浅层的冻深、冻结时间与含冰率的影响规律。... 为揭示短时冻区气候下土坡浅层水热状况,利用有限差分技术编制边坡水热耦合程序,分析福建地区典型短时冻区气候下土坡浅层的冻深、冻结时间与含冰率状况以及日最低气温、辐射与平均风速对土坡浅层的冻深、冻结时间与含冰率的影响规律。结果表明:在福建典型短时冻区气候下,土坡浅层最大的冻深约为10 cm以内,浅层一般约在4:00开始冻结,含冰率峰值一般出现在表层以下;日最低气温对土坡浅层冻深、冻结时间与含冰率峰值均有明显影响;风速及太阳辐射对土坡浅层冻深与含冰率峰值影响不大,但对土坡浅层冻结时间的长短影响较大。建议短时冻区土质边坡冻融失稳分析时重点关注浅层10 cm左右的稳定性。 展开更多
关键词 短时冻区 耦合 冻深 冻结时间 含冰率
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