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水管冷却效应的有限元子结构模拟技术 被引量:59
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作者 刘宁 刘光廷 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第12期43-49,共7页
本文提出了水管冷却效应的有限元子结构模拟技术,将冷却水管所在单元视为子结构,给出了相应的有限元计算公式和计算步骤.结果表明,子结构法的引入解决了计算机贮存量、单元网格的处理等一系列问题,从而具有很大的优越性.
关键词 混凝土结构 冷却水管 温度分析 结构 水管 供水
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小温差早冷却缓慢冷却是混凝土坝水管冷却的新方向 被引量:81
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作者 朱伯芳 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2009年第1期44-50,共7页
提出混凝土坝水管冷却的新方式:小温差、早冷却、缓慢冷却,与大温差、晚冷却、短促冷却的传统冷却方式相比,它可以把混凝土与水温之差从目前的20~25cc减少到4~6℃.从而可大幅度提高抗裂安全度。过去人们对水管冷却自生温度应力重... 提出混凝土坝水管冷却的新方式:小温差、早冷却、缓慢冷却,与大温差、晚冷却、短促冷却的传统冷却方式相比,它可以把混凝土与水温之差从目前的20~25cc减少到4~6℃.从而可大幅度提高抗裂安全度。过去人们对水管冷却自生温度应力重视不够,笔者提出了计算方法,它能引起相当大的拉应力,采用小温差可以减小这种应力。目前往往限制后期冷却在龄期120d后开始,采用小温差可取消这一限制,从而赢得了几个月时间。笔者提出的这种新冷却方式,在不影响施工进度的前提下,不但减小了自生应力,也减小了约束应力,是今后混凝土坝水管冷却的发展方向。文中还提出了一整套实用计算公式。 展开更多
关键词 混凝土坝 水管冷却 温差 温度应力 冷却时间
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上埋式管道上竖向土压力计算的探讨 被引量:38
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作者 刘全林 杨敏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期214-218,共5页
作用于上埋式管道的竖向土压力受管土相对刚度及基床形式的影响,而目前的一些计算方法均未考虑这两大因素,如对钢管和钢筋混凝土管道采用完全相同的计算公式,使计算结果与实测结果有一定的差距。为此,利用实测数据分析这两大因素的... 作用于上埋式管道的竖向土压力受管土相对刚度及基床形式的影响,而目前的一些计算方法均未考虑这两大因素,如对钢管和钢筋混凝土管道采用完全相同的计算公式,使计算结果与实测结果有一定的差距。为此,利用实测数据分析这两大因素的影响程度,最后根据实测结果,假定管道变形所引起土滑动破坏的形状,提出了土压力的计算模型,推导出了计算公式,公式被实测结果所验证,可供管道工程设计参考。 展开更多
关键词 上埋式管道 基床 相对刚度 竖向土压力 计算模型
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论混凝土坝的水管冷却 被引量:47
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作者 朱伯芳 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期505-513,共9页
水管冷却是混凝土坝重要的温控方法。在水管冷却过程中,混凝土温度场和应力场十分复杂。本文首先系统地总结了现有混凝土坝水管冷却温度场与应力场的分析方法,给出了几个新的计算方法,并提出了其中最优的方法。然后指出,水管冷却是双刃... 水管冷却是混凝土坝重要的温控方法。在水管冷却过程中,混凝土温度场和应力场十分复杂。本文首先系统地总结了现有混凝土坝水管冷却温度场与应力场的分析方法,给出了几个新的计算方法,并提出了其中最优的方法。然后指出,水管冷却是双刃剑,它既能有效控制混凝土温度,有利于防裂;但如使用不当,又可引起严重裂缝。对几个影响应力场的重要因素进行了分析,提出了混凝土坝施工中正确使用水管冷却的几个原则,以达到既有效控制温度又防止裂缝产生的目的。 展开更多
关键词 混凝土坝 水管冷却 温度场 应力场 控制原则
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大体积混凝土施工期冷却水管埋设形式的优化 被引量:40
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作者 张超 常晓林 刘杏红 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期276-282,共7页
采用冷却水管通水冷却是大体积混凝土坝施工期主要温控措施,而冷却水管埋设布置形式对混凝土内部温度和应力的影响较为显著.利用有限元热流耦合精细算法,考虑了冷却水管中水流与混凝土之间的相互对流热交换机制,真实反映冷却水管附近温... 采用冷却水管通水冷却是大体积混凝土坝施工期主要温控措施,而冷却水管埋设布置形式对混凝土内部温度和应力的影响较为显著.利用有限元热流耦合精细算法,考虑了冷却水管中水流与混凝土之间的相互对流热交换机制,真实反映冷却水管附近温度梯度,对冷却水管在仓面上采用不同的布置方式时混凝土内部的温度和应力分布进行详细计算分析.结果表明:相比传统的水管埋设布置方式,采用冷却水管双循环的布置方式更能充分发挥水管冷却作用,且能有效改善混凝土内部的温度和应力分布,降低混凝土内部的温度梯度,对大体积混凝土温控防裂有较为积极的意义. 展开更多
关键词 大体积混凝土 水管冷却 冷却水管埋设 热流耦合算法 温控防裂
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基于热-流耦合精细算法的大体积混凝土水管冷却数值模拟 被引量:40
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作者 刘杏红 马刚 +1 位作者 常晓林 周伟 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期159-164,共6页
基于有限元热流耦合精细算法进行大体积混凝土施工期温度场仿真分析,真实反映水管附近的温度梯度和水管水温沿程的变化,采用基于粒子迁徙的粒群算法对Dittus-Boelter方程进行参数识别,使之适用于描述冷却水流的强制对流特性。在通用有... 基于有限元热流耦合精细算法进行大体积混凝土施工期温度场仿真分析,真实反映水管附近的温度梯度和水管水温沿程的变化,采用基于粒子迁徙的粒群算法对Dittus-Boelter方程进行参数识别,使之适用于描述冷却水流的强制对流特性。在通用有限元软件ABAQUS平台上,开发热流耦合用户子单元,以官地碾压混凝土重力坝某一浇筑块为例验证热流耦合算法和用户子单元的可靠性和合理性。计算结果表明:精细算法能真实反映混凝土浇筑块的温度场,同时基于精细算法得到的施工期应力略大于等效算法。 展开更多
关键词 大体积混凝土 水管冷却 热流耦合法 Dittus-.Boelter方程 粒群算法
原文传递
承台大体积混凝土水化热及温度控制措施研究 被引量:35
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作者 占玉林 段增强 +2 位作者 张强 何佳乐 陈文尹 《世界桥梁》 北大核心 2018年第3期45-49,共5页
为研究大体积混凝土水化热温度场的分布规律,了解冷却水管的具体降温效果以及相关参数对降温效果的影响,以某大跨桥梁大体积混凝土承台为工程背景,采用有限元方法建立承台实体模型,模拟混凝土水化热温度场,分析冷却水管的质量流率和初... 为研究大体积混凝土水化热温度场的分布规律,了解冷却水管的具体降温效果以及相关参数对降温效果的影响,以某大跨桥梁大体积混凝土承台为工程背景,采用有限元方法建立承台实体模型,模拟混凝土水化热温度场,分析冷却水管的质量流率和初始温度等参数对混凝土水化热温度场的影响。结果表明:混凝土浇筑后的水化热温度场总体呈现出先升后降的趋势,一般浇筑后2~3d达到温度峰值;布置冷却水管后,混凝土水化热的温度峰值降低了7%~31%,混凝土内总热量减少了约50%;改变冷却水管的质量流率对水化热温度场升温阶段的影响很小,对降温阶段的影响比升温阶段有所增大;降低冷却水初始温度可以加快水化热冷却速率,实际工程中,不必将冷却水温降得过低,保持在环境温度左右即可达到良好的冷却效果。 展开更多
关键词 桥梁工程 承台 大体积混凝土 水化热 温度 冷却水管 有限元法
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混凝土坝水管冷却仿真计算的复合算法 被引量:30
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作者 朱伯芳 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2003年第11期47-50,共4页
水管冷却是混凝土坝施工中的主要温度控制措施,在混凝土坝施工过程仿真计算中如何考虑水管冷却效应是一个重要而又困难的问题,直接用三维有限元法求解,计算量太大;用近似解法,在某些情况下,计算精度可能不够。笔者提出了一套复合算法,... 水管冷却是混凝土坝施工中的主要温度控制措施,在混凝土坝施工过程仿真计算中如何考虑水管冷却效应是一个重要而又困难的问题,直接用三维有限元法求解,计算量太大;用近似解法,在某些情况下,计算精度可能不够。笔者提出了一套复合算法,计算效率高,计算精度也较好。 展开更多
关键词 混凝土坝 水管冷却效应 有限元法 仿真计算 复合算法
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考虑管冷的大体积混凝土水化热分析 被引量:29
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作者 宋福春 刘策 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第1期95-101,共7页
目的研究管冷的设计方法和控制措施,从而减小混凝土内部温度梯度,控制混凝土温度裂缝.方法采用混凝土内部布置冷水管,研究管径、进水温度、水流量和通水时间等因素对大体积混凝土水化热现象的影响,以确定对应参数合理范围.结果分析得到... 目的研究管冷的设计方法和控制措施,从而减小混凝土内部温度梯度,控制混凝土温度裂缝.方法采用混凝土内部布置冷水管,研究管径、进水温度、水流量和通水时间等因素对大体积混凝土水化热现象的影响,以确定对应参数合理范围.结果分析得到在管冷直径为20 mm、进水温度15℃、水流量为1.5 m3/h时,承台的冷却效果较好并达到要求.结论通过合理的管冷设计,能够起到良好的降温效果并且减少资源浪费.在大体积混凝土温度控制中要尽量控制好各个影响因素的相互关系. 展开更多
关键词 大体积混凝土 水化热 管冷 有限元
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钢筋混凝土管桩反射波法的三维有限元分析 被引量:21
10
作者 黄大治 陈龙珠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期803-808,共6页
对桩-土系统用三维有限元模型和Wilson-θ直接积分法计算钢筋混凝土管桩顶面的瞬态动力响应,并由此分析了管桩顶面不同测点的反射波信号特征及其与桩身缺陷的对应规律。计算结果表明:管桩顶部波传播的三维效应对桩身浅部局部缺陷深度的... 对桩-土系统用三维有限元模型和Wilson-θ直接积分法计算钢筋混凝土管桩顶面的瞬态动力响应,并由此分析了管桩顶面不同测点的反射波信号特征及其与桩身缺陷的对应规律。计算结果表明:管桩顶部波传播的三维效应对桩身浅部局部缺陷深度的判断有较大的影响,所得结论对由反射波法检测管桩全截面断裂和局部缺陷以及传感器的合理布置有较大的指导作用。 展开更多
关键词 钢筋混凝土管桩 桩身局部缺陷 三维有限元法 反射波 传感器的布置
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大型钢吊箱封底混凝土与钢护筒共同作用研究 被引量:20
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作者 孙英学 陈志坚 冉昌国 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期552-556,共5页
通过监测钢护筒和混凝土的应变,换算封底混凝土与钢护筒接触面的黏结强度,同时观测封底混凝土与钢护筒的相对位移,用于反演封底混凝土和钢护筒接触面的计算参数,进而反馈于封底混凝土与钢护筒共同作用的三维数值模拟计算分析,以获得封... 通过监测钢护筒和混凝土的应变,换算封底混凝土与钢护筒接触面的黏结强度,同时观测封底混凝土与钢护筒的相对位移,用于反演封底混凝土和钢护筒接触面的计算参数,进而反馈于封底混凝土与钢护筒共同作用的三维数值模拟计算分析,以获得封底混凝土与钢护筒接触面的平均极限摩擦强度.试验结果表明,在未浇注封底混凝土之前,观测期间承台混凝土发挥的最大握裹力为0.07MPa.数值模拟计算分析结果表明,在线性阶段封底混凝土与钢护筒接触面的平均单位摩阻力可达到0.28MPa.当平均单位摩阻力达到0.37MPa时,局部区域接触面达到屈服强度. 展开更多
关键词 钢吊箱 封底混凝土 钢护筒 监测
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21世纪的混凝土及预应力混凝土新技术——国际结构混凝土协会(fib)第一届大会有关内容介绍 被引量:12
12
作者 陶学康 《施工技术》 CAS 北大核心 2003年第7期1-5,共5页
介绍新世纪高性能、高强混凝土的发展动态,指定性能混凝土的新概念和超高强钢绞线、多种高抗腐蚀钢绞线、大直径钢绞线及缓粘结预应力筋、纤维增强塑料筋及预应力绞线、塑料波纹管及真空辅助压浆工艺、体外束用透明套管等新材料、新工艺... 介绍新世纪高性能、高强混凝土的发展动态,指定性能混凝土的新概念和超高强钢绞线、多种高抗腐蚀钢绞线、大直径钢绞线及缓粘结预应力筋、纤维增强塑料筋及预应力绞线、塑料波纹管及真空辅助压浆工艺、体外束用透明套管等新材料、新工艺,以及已有锚固体系、斜拉索的完善与提高等。 展开更多
关键词 预应力混凝土 高强混凝土 钢绞线 纤维增强塑料筋 波纹管 锚固 21世纪
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钢围堰封底混凝土与桩基钢护筒间的粘结力研究 被引量:16
13
作者 方诗圣 丁仕洪 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期241-244,共4页
封底混凝土的施工是桥梁深水基础钢围堰(吊箱)施工的关键工序,文章从不同施工工况出发,考虑封底混凝土与桩基钢护筒间的非线性接触,通过建立三维有限元模型,研究桩基间距及钢护筒直径对粘结力的影响,找出桩基影响封底混凝土厚度的主要因... 封底混凝土的施工是桥梁深水基础钢围堰(吊箱)施工的关键工序,文章从不同施工工况出发,考虑封底混凝土与桩基钢护筒间的非线性接触,通过建立三维有限元模型,研究桩基间距及钢护筒直径对粘结力的影响,找出桩基影响封底混凝土厚度的主要因素,并以此指导封底混凝土厚度的确定。结果表明,封底混凝土与钢护筒间粘结应力随着桩基间距的增大而增大,随着钢护筒直径的增大而减小。 展开更多
关键词 桥梁工程 封底混凝土 钢围堰 钢护筒 有限元 非线性
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异形大体积混凝土水化热研究及仿真分析 被引量:16
14
作者 李仁强 牌立芳 +3 位作者 吴红刚 刘纪飞 李锴 曹鹏飞 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第24期10452-10460,共9页
为了研究异形大体积混凝土在施工过程中的温度及应力变化规律,同时验证防止异形混凝土结构开裂的设计合理性。以龙游县景观云桥某异形大体积混凝土桥墩为工程背景,通过是否考虑冷却管对结构水化热的影响,利用大型有限元软件分别建立有... 为了研究异形大体积混凝土在施工过程中的温度及应力变化规律,同时验证防止异形混凝土结构开裂的设计合理性。以龙游县景观云桥某异形大体积混凝土桥墩为工程背景,通过是否考虑冷却管对结构水化热的影响,利用大型有限元软件分别建立有限元模型进行仿真分析,研究结构内部温度沿厚度方向的时变规律,并对有无冷却管的结构温度场及应力场进行对比分析。结果表明:在浇筑过程中,结构中心部位温度先升后降,且伴随混凝土龄期的发展,混凝土内部高温区域逐渐缩小,且由起始浇筑中心位置逐渐沿厚度方向向下移动。结构早期应力由内外温差引起,且集中于外表面。异形桥墩内部温度场与常规形状桥墩分布变化规律基本相同,并且内部温度略低于后者。通过布置冷却管,能有效降低结构水化热,减小温度应力,有效控制表面温度裂缝的产生。 展开更多
关键词 异形大体积混凝土 水化热 温度场 应力场 冷却管
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污水中好氧菌对混凝土排污管管壁腐蚀的研究 被引量:13
15
作者 韩静云 田永静 陈忠汉 《混凝土与水泥制品》 北大核心 2001年第3期23-25,共3页
试验证明了污水中好氧菌对混凝土产生的腐蚀作用 ,叙述了好氧菌的代谢物———有机酸以及呼吸作用排出的碳酸是引起混凝土腐蚀的主原因。掺混合材料的混凝土受污水侵蚀的程度要小些。
关键词 混凝土管 污水 腐蚀 化学需氧量 好氧菌 管壁
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混凝土坝水管冷却自生温度徐变应力的数值分析 被引量:15
16
作者 朱伯芳 吴龙珅 张国新 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2009年第2期34-37,49,共5页
用三维有限元计算了混凝土坝水管冷却产生的自生温度徐变应力。计算模型分为3种:模型A为均质混凝土;模型B包含新老两种混凝土;模型C包含混凝土和岩石。计算结果表明,水管冷却时在孔口边缘产生相当大的拉应力,足以引起裂缝,改用小温差早... 用三维有限元计算了混凝土坝水管冷却产生的自生温度徐变应力。计算模型分为3种:模型A为均质混凝土;模型B包含新老两种混凝土;模型C包含混凝土和岩石。计算结果表明,水管冷却时在孔口边缘产生相当大的拉应力,足以引起裂缝,改用小温差早冷却缓慢冷却方式后,拉应力即大幅度减小。 展开更多
关键词 水管冷却 温度应力 数值分析
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考虑管冷的大体积混凝土水化热初期温度场研究 被引量:14
17
作者 李之达 孙绪涛 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第6期1-7,共7页
结合武汉府河大桥22#承台施工,根据水管冷却等效热传导方程,利用有限元软件Midas/Civil建立了承台三维实体有限元模型,对承台浇筑后的温度场进行模拟,并对混凝土温度进行实际监测,对比分析有限元计算结果和温度监测结果,二者吻合良好,... 结合武汉府河大桥22#承台施工,根据水管冷却等效热传导方程,利用有限元软件Midas/Civil建立了承台三维实体有限元模型,对承台浇筑后的温度场进行模拟,并对混凝土温度进行实际监测,对比分析有限元计算结果和温度监测结果,二者吻合良好,所建立的有限元模型可以较好的模拟大体积混凝土早期水化热温度场变化特征;对承台表面加强保温后,根据有限元计算结果,表面拉应力分布得到改善,可有效降低承台开裂风险;利用有限元模型分析冷管入水温度的影响,证明降低冷管入水温度虽然可有效降低混凝土内部最高温度,并可在较短时间内使承台达到最高温度进而开始降温,但也存在不利影响,实际工程中冷管入水温度最好可以根据承台内部最高温度做出相应调节。 展开更多
关键词 桥梁工程 大体积混凝土 管冷 水化热 温度场
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利用塑料水管易于加密以强化混凝土冷却 被引量:13
18
作者 朱伯芳 吴龙珅 +1 位作者 杨萍 张国新 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2008年第5期36-39,共4页
水管冷却是混凝土坝温度控制的重要措施,以前采用钢管,由于接头多,通常铺设在浇筑层面上,浇筑层中间很难铺设;塑料水管接头很少,管质柔软,在浇筑混凝土的过程中也能铺设,有利于改变水管间距。通过理论分析和实际计算表明,充分利用塑料... 水管冷却是混凝土坝温度控制的重要措施,以前采用钢管,由于接头多,通常铺设在浇筑层面上,浇筑层中间很难铺设;塑料水管接头很少,管质柔软,在浇筑混凝土的过程中也能铺设,有利于改变水管间距。通过理论分析和实际计算表明,充分利用塑料水管易于加密的优点,可以大幅度地强化混凝土的冷却,降低混凝土温度应力,加快混凝土坝施工速度。计算结果说明,水管充分加密后,即使不预冷骨料,高温季节浇筑层厚3.0 m的混凝土坝块也可防止裂缝。 展开更多
关键词 混凝土 塑料水管 加密间距 强化冷却
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混凝土水管冷却的复合单元算法 被引量:13
19
作者 苏培芳 陈胜宏 田甜 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第24期48-53,共6页
基于复合单元法基本原理,将冷却水管置于常规混凝土单元内部,建立了含冷却水管大体积混凝土结构温度场仿真分析的复合单元算法。该方法既可以离散模拟冷却水管,又避免了绘制冷却水管网格的困难。复合单元中节点温度的求解过程与传统的... 基于复合单元法基本原理,将冷却水管置于常规混凝土单元内部,建立了含冷却水管大体积混凝土结构温度场仿真分析的复合单元算法。该方法既可以离散模拟冷却水管,又避免了绘制冷却水管网格的困难。复合单元中节点温度的求解过程与传统的有限元法类似。当水管通水结束时,含水管复合单元可自动退化成常规有限单元,进行二期通水时,只需将水管所在处的常规单元变成复合单元,不需变动网格。通过与常规有限单元法计算结果的比较,表明了复合单元法的合理性,同时也突出体现了其前处理简便的优势。 展开更多
关键词 大体积混凝土 温度场 复合单元法 冷却水管
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基于并层单元的大体积混凝土水管冷却温度场热-流耦合精细计算 被引量:12
20
作者 张超 段寅 +1 位作者 刘杏红 常晓林 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期147-154,共8页
热-流耦合精细算法能准确反映冷却水管附近温度梯度,从而精确计算大体积混凝土水管冷却温度场,然而该方法在有限元计算中存在前处理规模大、计算效率低的缺点;依据混凝土的热力学参数随龄期变化特性和混凝土水管冷却温度场分布规律,开... 热-流耦合精细算法能准确反映冷却水管附近温度梯度,从而精确计算大体积混凝土水管冷却温度场,然而该方法在有限元计算中存在前处理规模大、计算效率低的缺点;依据混凝土的热力学参数随龄期变化特性和混凝土水管冷却温度场分布规律,开发了一整套热-流耦合精细计算的前、后处理程序,在计算过程中依据龄期特性对混凝土单元不断进行并层处理,从而实现了大体积混凝土水管冷却温度场整体-局部一致模型的快速建立和高效精确数值模拟。数值计算算例表明该方法能在保证计算精度的同时,极大地降低有限元计算过程中的单元规模,有效地节约了计算时间,提高了计算效率,使得大体积混凝土温度场全过程精细数值仿真得以实现。 展开更多
关键词 大体积混凝土 温度场 热-流耦合算法 水管冷却 并层单元
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