检索规则说明:AND代表“并且”;OR代表“或者”;NOT代表“不包含”;(注意必须大写,运算符两边需空一格)
检 索 范 例 :范例一: (K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 范例二:J=计算机应用与软件 AND (U=C++ OR U=Basic) NOT M=Visual
作 者:张明礼[1,2,3] 郭宗云 韩晓斌 王斌[1] 魏浩田 高樯 ZHANG Ming-li;GUO Zong-yun;HAN Xiao-bin;WANG Bin;WEI Hao-tian;GAO Qiang(College of Civil Engineering,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050,China;College of Civil Engineering,Hebei University of Engineering,Handan 056038,China;State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering, Northwest Institute of Eco-Environmental and Resources,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China;Geological Hazards Prevention Institute,Gansu Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China)
机构地区:[1]兰州理工大学土木工程学院,兰州730050 [2]中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,兰州730000 [3]甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所,兰州730000 [4]河北工程大学土木工程学院,邯郸056038
出 处:《科学技术与工程》2018年第33期7-12,共6页Science Technology and Engineering
基 金:国家自然科学基金(41801033,41861012,41861010);甘肃省科技计划-青年科技基金(17JR5RA115);甘肃省高等学校科研项目(055003);中国博士后科学基金(2017M623268);甘肃省科学院青年科技创新基金(2018QN-06);应用研究与开发基金(2018JK-13)资助。
摘 要: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:(1)COMSOL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。The coupled water and heat transfer of permafrost dramatically affects the evolution of the ecological environment,water resources utilization in arid areas,and the stability of the surface engineering structure.However,migration of moisture in permafrost is always neglected in traditional hydro-thermal coupling model,and there are still difficulties in the establishment and simulating of hydro-thermal coupling model.Based on the freezing test of vertical soil columns,the coupled thermal-moisture model was realized by using the mathematical module of COMSOL Multiphysics.Particularly,the phase change,migration of moisture and the convective effect of liquid water are considered in the model.The result shows that it is convenient to define the soil parameters,source item of moisture phase change and the boundary conditions by using COMSOL.Moreover,moisture migration and its convective effect on heat transfer cannot be neglected in a high water content permafrost.
关 键 词:冻土 水热耦合 COMSOL MULTIPHYSICS 偏微分方程 含冰量
分 类 号:P642.14[天文地球—工程地质学]
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