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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。
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图1 传统道碴路堤模型示意图 2. 区域内控制方程
5 i3 j5 i0 U( ~ X
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：, v# T! W E' E! A/ l# K* O
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 Z U, {: g/ a* D- o7 B, {
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：3 M- O* B2 l3 R5 t
路堤斜坡 BCDE和FGHI 的温度按如下规律变化：* c* s, K) \6 _. T! E
路堤顶面 EF的温度变化规律为：1 ]1 W( o. \# H0 o$ T; N
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：
: S6 Y0 N* ^1 s0 m+ w% s$ G ]
4.3. 初值条件 b; P' V, J2 u6 K* a- H
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& v0 \5 x0 ?/ M" z) I. {; m, H
5 Y3 ~$ G2 ~5 h/ c& D
7. 结果 第2年10月15日温度分布云图+ v8 C4 R! x3 K" W2 P( V3 c
等值线图8 [2 Z- G5 `% L& k/ s) J
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发表于 2013-8-16 12:01:39
