水管冷卻仿真計算的相似有限元方法研究.pdf

1、在大體積混凝土施工過程中預埋冷卻水管，利用冷卻水管中循環(huán)冷水的流動降低混凝土內部水泥的水化熱溫升，是混凝土溫度控制的最有效措施之一。以往在含冷卻水管的混凝土溫度場仿真計算中，等效負熱源法是在只考慮水管散熱不考慮邊界散熱的情況下得到絕熱溫升曲線，計算誤差較大；子結構法計算精度有所提高，建模過程復雜，計算量增大；雜交元等與理論解結合的方法能夠更加準確地計算水管周邊的溫度梯度，但有限元列式十分繁瑣，不便于應用。 本論文提出了全新水管冷

2、卻模擬方法，建立了冷卻水管單元。其基本原理是：在水管周圍自動進行相似網(wǎng)格剖分，利用相似單元勁度矩陣之間的關系，進行相似單元的凝聚，以及熱源荷載及水管散熱邊界的凝聚，從而實現(xiàn)普通單元與相似單元的協(xié)調應用。 本文提出具有高精度的含有冷卻水管的大體積混凝土溫度場的計算模型，并編制平面溫度場水管冷卻的相似有限元計算程序。應用冷卻水管單元，通過對無限長圓柱域冷卻問題計算結果與理論解的比較，驗證冷卻水管單元的可行性與準確性；分析了不同有限元