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随机复合材料结构非线性热-力耦合模拟的统计高阶多尺度方法
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作者 董灏 崔俊芝 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期153-166,共14页
对于具有复杂随机细观构造的复合材料结构的非线性热-力耦合问题的随机多尺度建模和计算仍是一个具有挑战性的问题。本文发展了一个新的统计高阶多尺度方法,克服了随机多尺度问题直接模拟时巨大的计算量,实现了具有随机复合材料结构非... 对于具有复杂随机细观构造的复合材料结构的非线性热-力耦合问题的随机多尺度建模和计算仍是一个具有挑战性的问题。本文发展了一个新的统计高阶多尺度方法,克服了随机多尺度问题直接模拟时巨大的计算量,实现了具有随机复合材料结构非线性热-力耦合问题的数值模拟。借助统计多尺度渐近分析和泰勒级数方法,本文严格推导了可以精确分析随机复合材料结构宏-细观尺度非线性热-力耦合响应的统计高阶多尺度计算模型。然后,通过局部误差分析证明了统计高阶多尺度计算模型中高阶校正项在保持计算模型局部能量和动量守恒的重要意义。进一步,建立了可以高效模拟随机复合材料结构非线性热-力耦合行为的具有离线和在线两阶段的时空多尺度算法。最后,通过数值实验验证了统计高阶多尺度方法的计算高效率和高精度。 展开更多
关键词 随机复合材料结构 非线性热-力耦合模拟 统计高阶多尺度计算模型 时空多尺度算法 局部误差分析
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热-力耦合作用下乏燃料剪切机运动副干摩擦行为研究
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作者 杨贺 董建鹏 +2 位作者 高峰 高山 谭傲霜 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期503-512,共10页
极端工况下乏燃料剪切机不锈钢滚轮运动副会出现卡死现象,滚动摩擦变为滑动摩擦,加之高辐照工况下难以润滑,导致轮轨运动副磨损严重。本文通过对经典Archard模型进行修正,建立了不锈钢干摩擦磨损的热-力耦合模型。对比试验表明,磨损预... 极端工况下乏燃料剪切机不锈钢滚轮运动副会出现卡死现象,滚动摩擦变为滑动摩擦,加之高辐照工况下难以润滑,导致轮轨运动副磨损严重。本文通过对经典Archard模型进行修正,建立了不锈钢干摩擦磨损的热-力耦合模型。对比试验表明,磨损预测的最大相对误差为9.34%,验证了所建立模型的有效性。利用本文所建模型研究了极限滑动工况下剪切滑车滚轮的摩擦行为。结果表明,随着滑动距离的增加,温度和Mises应力都呈先下降后上升的趋势,且对接触区域的影响范围逐渐扩大。本研究得到了滚轮磨损深度与滑动距离之间的定量映射规律,为提高乏燃料剪切机的可靠性提供理论依据。 展开更多
关键词 不锈钢运动副 干摩擦 Archard模型 --磨损完全耦合
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土石坝护坡冻胀破坏水-热-力耦合数值模拟研究 被引量:1
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作者 李卓 姜鑫 +3 位作者 张继勋 赵昱 王虞清 方艺翔 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期136-145,共10页
针对寒区土石坝护坡普遍存在的冻胀破坏问题,选取寒区某土石坝工程为研究对象,结合土石坝工程特点,建立考虑水-热-力耦合作用的有限元计算模型。研究护坡在库水位和坝体填土水分迁移作用下冻胀破坏全过程,分析土石坝温度场、水分场和位... 针对寒区土石坝护坡普遍存在的冻胀破坏问题,选取寒区某土石坝工程为研究对象,结合土石坝工程特点,建立考虑水-热-力耦合作用的有限元计算模型。研究护坡在库水位和坝体填土水分迁移作用下冻胀破坏全过程,分析土石坝温度场、水分场和位移场的变化规律,并将位移场有限元计算结果与实测冻胀变形资料进行对比,验证有限元计算结果。研究结果表明:冻胀作用对坝坡影响深度约为2 m,坝坡浅层0~2 m范围的温度变化受外界气温影响较大,坝体内部温度相对坝坡浅层变幅小,且有一定的滞后性;负温使坝坡浅层孔隙水相变成冰,宏观上表现为未冻水体积分数的降低,坝坡浅层土石混合体孔隙水相变、坝体填土内水分向坝坡迁移和冻结峰面向坝体内部移动是护坡冻胀破坏的主要因素;大坝坝坡计算冻胀量为20~30 cm,最大值为36 cm,计算结果与实测冻胀变形资料吻合;护坡冻胀破坏主要由砂砾料垫层、坝体填土等土石混合体冻胀及冰推力共同作用引起。研究结果可为寒区土石坝护坡设计提供参考。 展开更多
关键词 土石坝 护坡 冻胀破坏 --耦合 寒区
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工程尺度缓冲材料热-水-力多场耦合数值模拟研究
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作者 赵敬波 曹胜飞 +4 位作者 李杰彪 陈亮 COLLIN Frederic 刘月妙 张奇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1712-1722,共11页
缓冲材料作为填充在废物罐与地质体之间重要的人工屏障,对高放废物处置库的长期安全至关重要。以工程尺度缓冲材料热-水-力多场耦合大型模型试验系统(China-Mock-up)为研究对象,采用有限元数值模拟软件LAGAMINE,考虑试验过程中复杂的边... 缓冲材料作为填充在废物罐与地质体之间重要的人工屏障,对高放废物处置库的长期安全至关重要。以工程尺度缓冲材料热-水-力多场耦合大型模型试验系统(China-Mock-up)为研究对象,采用有限元数值模拟软件LAGAMINE,考虑试验过程中复杂的边界条件与材料属性,实现了近5 a试验数据的定量模拟。模拟结果可准确预测试验系统内部不同特征点温度随室温周期性波动及线性增长这一动态变化规律;能够较好反映不同特征点相对湿度随时间的行为演化趋势,在加热器附近区域呈现出先干燥后饱和的现象,远离加热器区域则逐渐增大;模拟的总应力与实测试验数据间表现较好地一致性,能够反映试验台架内部不同特征点的总应力随时间逐渐增大这一演化过程。揭示了多场耦合条件下缓冲材料(膨润土)温度、湿度及应力的相互作用关系,为深入认识处置库环境下缓冲材料行为演化特征提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 缓冲材料 China-Mock-up试验 --多场耦合模拟 高庙子膨润土
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弥散型核燃料的辐照-热-力耦合断裂相场法
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作者 尹耀得 于红军 《力学学报》 北大核心 2025年第1期173-182,共10页
弥散型核燃料作为第4代核电技术的重要组成部分,以其反应均匀、温度梯度小及高燃耗等显著优势,在核电领域展现出重要应用前景.随着核电站设计服役年限的延长,为防止核裂变产物的泄露,弥散型核燃料元件断裂和失效行为的预测更加重要.断... 弥散型核燃料作为第4代核电技术的重要组成部分,以其反应均匀、温度梯度小及高燃耗等显著优势,在核电领域展现出重要应用前景.随着核电站设计服役年限的延长,为防止核裂变产物的泄露,弥散型核燃料元件断裂和失效行为的预测更加重要.断裂相场法是近年发展起来的计算断裂力学方法,并在多物理场作用下的复杂介质断裂行为预测上取得了成功.首先基于连续介质热力学建立了辐照-热-力耦合断裂相场方法用以预测弥散型核燃料在辐照、热应力和机械载荷共同作用下的断裂及传热行为.随后,分别对压水堆坏境下的弥散型核燃料代表性单元及整板的断裂行为进行了数值仿真计算,获得了弥散型核燃料内部的温度场、裂纹相场和静水压力场.结果显示:均匀颗粒分布的弥散型核燃料具有较小的温度梯度;基体中未发现裂纹,结构损伤形式以燃料颗粒断裂为主,裂纹在燃料颗粒边缘萌生并向内部扩展.本研究可为弥散型核燃料元件的断裂行为预测提供有效的计算模拟方法和数值分析依据. 展开更多
关键词 断裂相场法 辐照--耦合 弥散型核燃料 有限元模拟
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薄膜天线航天器刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制研究
6
作者 陈呈 刘翔 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第3期283-297,共15页
大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精... 大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精度.这就要求我们对薄膜航天器进行精细的动力学分析与有效的主动控制设计.该文针对一类平面张拉式薄膜天线进行刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制问题的研究.首先,基于非线性有限元方法建立了薄膜天线结构的非线性动力学模型,并对该模型进行了模型降阶.然后,基于非线性降阶模型并考虑空间热环境的影响,采用混合坐标法建立了航天器的刚-柔-热耦合动力学模型.最后,采用合力合成控制方法结合拉索作动的非线性振动控制策略,对航天器的姿态运动和非线性振动进行了同步、复合控制. 展开更多
关键词 薄膜天线 --耦合学建模 非线性振动 复合控制
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考虑水-热-力耦合作用下堤防粉质黏土力学特征变化研究
7
作者 陈旋明 《江西水利科技》 2025年第1期9-14,共6页
为研究番禺丹山河堤防粉质黏土的力学特性,基于水-热-力耦合方程,采用了COMSOL离散元计算模块开展了土样的多场耦合力学试验模拟,在验证了数值计算结果可靠性的基础上,基于模拟结果开展了土样力学特征探讨。研究表明:不论是温度场或是... 为研究番禺丹山河堤防粉质黏土的力学特性,基于水-热-力耦合方程,采用了COMSOL离散元计算模块开展了土样的多场耦合力学试验模拟,在验证了数值计算结果可靠性的基础上,基于模拟结果开展了土样力学特征探讨。研究表明:不论是温度场或是渗透水压场,均不会改变试样应变发展特征;温度梯次递增,试样承载能力呈先增后减变化,转折点温度为100℃;渗透水压增大,承载能力减弱,在水压超过20kPa后降低更显著。含砂量愈多,试样弹性变形能力降低,而承载能力增强。研究可为水-热-力多场耦合下土壤力学特征及数值计算设计提供参考。 展开更多
关键词 丹山河 堤防 粉质黏土 --耦合
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大型柔性空间结构热-动力学耦合系统的非线性有限元分析 被引量:12
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作者 范立佳 段进 +2 位作者 向志海 薛明德 岑章志 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期299-304,共6页
针对在轨航天器柔性附件的热-动力学耦合系统,发展了一种基于更新Lagrange格式的非线性有限元分析方法。构造了一种一维温度杆单元,该单元通过增加节点自由度数能够同时得到薄壁杆件横截面的平均温度和沿杆截面周向的温差,这些温度直接... 针对在轨航天器柔性附件的热-动力学耦合系统,发展了一种基于更新Lagrange格式的非线性有限元分析方法。构造了一种一维温度杆单元,该单元通过增加节点自由度数能够同时得到薄壁杆件横截面的平均温度和沿杆截面周向的温差,这些温度直接产生相应的热轴力、热弯矩和热双力矩。利用Rodrigues公式得到薄壁梁在大转动情况下的坐标转换矩阵,并推导了非线性动力学方程。进一步考虑结构变形和热流入射角的相互影响后,就得到了高度非线性的热-动力学耦合有限元方程。首先用标准考题验证了该方法的正确性,然后利用该方法对哈勃太空望远镜太阳翼的热诱发弯扭耦合振动问题进行了分析,给出了可能导致其失效的模式。 展开更多
关键词 薄壁杆件 -耦合 非线性 瞬态温度场 有限元法
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基于力-热耦合仿真模型的切削引入残余应力形成规律研究
9
作者 闫坤 李昕 +3 位作者 赵勇博 张文宣 高瀚君 吴琼 《航空科学技术》 2024年第9期35-44,共10页
金属切削加工方式是多因素多物理场耦合、涉及材料大变形、高度非线性的减材加工过程,为了实现切削加工过程的数字化、信息化、智能化,本文研究了切削材料的本构模型,利用AdvantEdge和Abaqus建立了切削过程的力-热耦合数值仿真分析模型... 金属切削加工方式是多因素多物理场耦合、涉及材料大变形、高度非线性的减材加工过程,为了实现切削加工过程的数字化、信息化、智能化,本文研究了切削材料的本构模型,利用AdvantEdge和Abaqus建立了切削过程的力-热耦合数值仿真分析模型,利用切削试验验证了有限元模型的正确性、可靠性,通过正交试验分析了主轴转速、切削速度、铣削深度、铣削宽度4个因素对切削力、表面温度、表面残余应力的影响。结果表明,切削开始时切削部位温度急剧升高导致切削表面产生剧烈的热-弹塑性变形,这是引起残余应力生产的主要原因,针对固溶处理与时效处理后的7050铝合金厚板,发现切削速度对表面残余应力的影响最大,得到了其表面残余应力最小的切削参数分别为:进给速度为1200mm/min,铣削深度为0.5mm,铣削宽度为12mm,主轴转速为4000r/min。本文为7050铝合金薄壁结构零件在切削加工中表面残余应力的分析提供了一种新方法,为航空航天领域的薄壁结构零件的高精度制造提供了理论基础。 展开更多
关键词 切削加工 -耦合 数值仿真 正交试验 表面残余应
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高放废物地质处置库中非饱和缓冲层的热-水-力耦合数值模拟 被引量:14
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作者 蔡国庆 赵成刚 田辉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期1-8,共8页
作为高放废物地质处置库中的缓冲/回填材料,膨润土在核废料放出的热量和周围天然岩体中地下水共同作用下,其热-水-力耦合作用效果对处置库的稳定性、安全性有着极为重要的影响。以非饱和土多场耦合理论为基础,基于ABAQUS有限元分析平台... 作为高放废物地质处置库中的缓冲/回填材料,膨润土在核废料放出的热量和周围天然岩体中地下水共同作用下,其热-水-力耦合作用效果对处置库的稳定性、安全性有着极为重要的影响。以非饱和土多场耦合理论为基础,基于ABAQUS有限元分析平台,建立二维轴对称模型,对高放废物地质处置库中膨润土缓冲层的热-水-力耦合过程开展了有限元模拟,给出了处置库近场缓冲层中不同位置的温度、饱和度、竖向应力及位移、孔隙水压力及吸力的分布及变化规律,并重点分析了温度场的影响,通过与已有研究成果的对比,证实了所计算结果的合理性。 展开更多
关键词 高放废物地质处置 膨润土 --耦合 数值模拟
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地下热-水动力-力学耦合过程数值模拟:以CO_2地质储存为例 被引量:11
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作者 雷宏武 金光荣 +3 位作者 石岩 李佳琦 王福刚 许天福 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2415-2425,共11页
在地下流动系统问题的研究中,热-水动力-力学(THM)耦合过程是研究的热点问题。在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH2的框架内,基于Biot固结理论和摩尔-库仑破坏判定准则,建立了THM耦合模型;采用积分有限差和有限元联合的空间离散方法,开... 在地下流动系统问题的研究中,热-水动力-力学(THM)耦合过程是研究的热点问题。在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH2的框架内,基于Biot固结理论和摩尔-库仑破坏判定准则,建立了THM耦合模型;采用积分有限差和有限元联合的空间离散方法,开发了THM模拟器TOUGH2Biot。该模拟器中热和水动力过程是全耦合,力学过程是部分耦合。通过与解析解的对比,验证了其正确性。基于鄂尔多斯盆地CCS示范工程,采用TOUGH2Biot研究了CO2注入地层后的THM响应。结果显示CO2的注入引起流体压力急剧增加,地层有效应力减小,地表隆起,隆起大小在几十个厘米,同时孔渗增加,利于CO2注入引起的压力上升向外消散。CO2注入最有可能导致剪切破坏的位置位于最大速率注入点上部盖层,其次为靠近地表的位置。 展开更多
关键词 -水动-耦合过程 BIOT固结理论 CO2地质储存 数值模拟
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力-热耦合作用下煤岩动力学特性和破碎机理研究 被引量:1
12
作者 李鹏龙 罗宁 +2 位作者 索云琛 柴亚博 孙锐 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第4期8-17,60,共11页
为了安全高效地进军深部煤炭资源开采,开展深地“三高一扰动”环境下煤岩的动态力学特性和破碎机理研究,采用自主改进的∅50 mm高温同步分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对25~200℃温度下煤岩进行动态冲击试验研究,并改进ZWT粘弹性本... 为了安全高效地进军深部煤炭资源开采,开展深地“三高一扰动”环境下煤岩的动态力学特性和破碎机理研究,采用自主改进的∅50 mm高温同步分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对25~200℃温度下煤岩进行动态冲击试验研究,并改进ZWT粘弹性本构模型建立考虑温度效应的煤岩动态本构方程,基于有限差分-离散元数值模拟研究高温效应对煤岩裂纹发育规律及其动态强度的影响。研究表明:高温冲击作用下煤岩的动态应力应变曲线可划分为四个阶段:压密阶段、弹性阶段、裂纹增长阶段和软化失效阶段;随着温度的增加,煤岩的动态抗压强度和动态弹性模量劣化明显,失效应变呈现增加趋势,吸收能则呈现W型波动趋势;破碎粒径减小,分形维数则呈现明显的线性增加,抗压强度越低,破碎程度越高,破碎模式更为复杂;基于ZWT改进后的动态本构模型良好地表达高温冲击后的应力应变关系,但对压密阶段的表达不甚理想;模拟和试验结果显示煤岩在150℃高温后水成分和吸附气体活跃析出,煤基质受热膨胀破裂,出现明显细观裂纹,并逐渐发育为贯通裂纹,其中以剪切裂纹为主。煤岩在100℃下动态压缩的裂纹发育从受撞击面发育贯通,高温劣化煤岩强度。研究结论为“三高一扰动”深部复杂地况下煤炭资源安全高效开采提供基础理论支持。 展开更多
关键词 深部煤岩 -耦合 分离式霍普金森压杆 动态本构模型 有限差分-离散元
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基于热-水-力耦合的电渗排水试验数值模拟 被引量:4
13
作者 王柳江 刘斯宏 +1 位作者 陈守开 周斌 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期889-896,共8页
基于多孔介质理论和热力学理论,考虑电渗产生的温度对土体变形及排水性质的影响,建立热-水-力耦合作用下的电渗排水多场耦合数学模型,并利用Fortran语言编制计算程序。在此基础上开展电渗排水现场试验的数值模拟,并与现场监测结果进行... 基于多孔介质理论和热力学理论,考虑电渗产生的温度对土体变形及排水性质的影响,建立热-水-力耦合作用下的电渗排水多场耦合数学模型,并利用Fortran语言编制计算程序。在此基础上开展电渗排水现场试验的数值模拟,并与现场监测结果进行对比。研究结果表明:建立的模型可较好地模拟电渗过程中的温度场、渗流场及应力场变化和分布规律。土体温度随能耗增大而升高,尤其对于电极附近土体;阳极周围土体孔隙水压力减小,而阴极周围土体孔隙水压力增大,且考虑温度作用下的电渗流量随电渗的持续而增加;地基沉降由土体温度上升引起。 展开更多
关键词 电渗 --耦合 排水 数值模拟 软土
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热-水-力耦合作用下非饱和土变形特性的弹塑性模拟 被引量:7
14
作者 蔡国庆 郭艳鑫 +2 位作者 李舰 张雪东 赵成刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1060-1068,共9页
在已有的非饱和土水-力耦合模型基础上,耦合考虑温度影响,建立了一个热-水-力耦合作用下非饱和土弹塑性本构模型。该模型以土骨架平均应力、修正吸力和温度为应力状态变量,以土骨架应变、饱和度和熵为应变状态变量。通过引入与温度相关... 在已有的非饱和土水-力耦合模型基础上,耦合考虑温度影响,建立了一个热-水-力耦合作用下非饱和土弹塑性本构模型。该模型以土骨架平均应力、修正吸力和温度为应力状态变量,以土骨架应变、饱和度和熵为应变状态变量。通过引入与温度相关的屈服面(LY、TY)以及相应的硬化规律来考虑温度对土体变形的影响。利用建立的模型,对文献中不同吸力和温度条件下的等向压缩和三轴排水剪切试验进行预测,预测结果表明,该模型能够较好地定量描述热-水-力耦合作用下非饱和土的变形特性。 展开更多
关键词 非饱和土 --耦合 弹塑性本构模型 变形特性
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煤炭地下气化热-力耦合作用下条带开采数值模拟研究 被引量:6
15
作者 黄温钢 王作棠 +1 位作者 夏元平 辛林 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期16-23,共8页
煤炭地下气化条带开采适应强,且有助于围岩稳定控制,应用前景良好。为研究地下气化热-力耦合作用下条带开采过程中燃空区围岩的温度场、应力场和位移场的演化规律,采用COMSOL Multiphysics对贵州盘江山脚树矿4号煤层地下气化条带开采进... 煤炭地下气化条带开采适应强,且有助于围岩稳定控制,应用前景良好。为研究地下气化热-力耦合作用下条带开采过程中燃空区围岩的温度场、应力场和位移场的演化规律,采用COMSOL Multiphysics对贵州盘江山脚树矿4号煤层地下气化条带开采进行了数值模拟,并对气化开采和常规开采后的围岩应力和变形特征进行了对比分析。结果表明:随着气化工作面推进,围岩体内部约2 m区域的温度先升高后降低,温度传导范围一直呈扩大趋势,最大影响范围为10~12 m,温度在顶板中的传导范围最大,两侧煤体次之,底板最小。地下气化高温会在燃空区围岩体中产生热应力,导致地下气化条带煤柱所受垂直应力要明显高于常规开采的,并使燃空区悬露面、煤柱与顶底板交界面均承受水平压应力。燃空区邻近区域的顶底板位移趋势与常规的相同,但顶底板深部的位移则出现相反情况,即顶板上移、底板下沉。燃空区围岩的水平位移量明显大于常规条带开采的,且开采区域的左侧围岩体向左水平移动,右侧围岩体向右水平移动。地下气化条带开采过程中直接顶变形的波动幅度明显大于常规开采的,并在有煤体支撑的区域出现上移现象,其模型顶部岩层出现了整体上移现象,且其变形量大于常规开采的,说明地下气化过程中形成的热应力能一定程度上阻止覆岩的下沉变形。数值模拟结果可为地下气化条带开采的工程设计提供理论指导。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 条带开采 -耦合 温度场 位移场
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缓冲材料试验台架热-水-力耦合数值模拟研究 被引量:3
16
作者 乔兰 曹胜飞 +2 位作者 陈亮 刘月妙 谢敬礼 《中国矿业》 北大核心 2013年第5期117-121,共5页
在高放废物深地质处置中,缓冲材料是最后一道人工屏障,研究其在热-水-力多场耦合作用下的长期性能对处置库的稳定运行至关重要。基于热-水-力耦合基本理论,针对缓冲材料试验台架,开展了高庙子膨润土在多场耦合条件下的长期性能数值模拟... 在高放废物深地质处置中,缓冲材料是最后一道人工屏障,研究其在热-水-力多场耦合作用下的长期性能对处置库的稳定运行至关重要。基于热-水-力耦合基本理论,针对缓冲材料试验台架,开展了高庙子膨润土在多场耦合条件下的长期性能数值模拟研究。文章首先对高庙子膨润土的基本物理力学性能进行介绍,随后建立了热-水-力多场耦合数值模型。该模型考虑了热、水在非饱和土中的传播,其中,Alonso-Gens的BBM模型被用于描述缓冲材料膨润土在非饱和条件下的力学性能。最后,采用LAGAMINE多场耦合数值软件,对缓冲材料膨润土在热-水-力多场耦合条件下的长期性能进行数值分析。分析结果表明,本数值方法可以很好的描述缓冲材料膨润土在多场耦合条件下的力学性能和水、热传播规律。 展开更多
关键词 高放废物处置 缓冲材料 --耦合
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压力溶解对颗粒聚集岩体中热-水-应力耦合影响的数值模拟 被引量:3
17
作者 张玉军 杨朝帅 徐刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1461-1469,共9页
在自主研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中引入Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型,针对一个假设的实验室尺度且位于非饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置模型,拟定两种计算工况:(1)孔隙率和渗透系数是压力溶解... 在自主研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中引入Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型,针对一个假设的实验室尺度且位于非饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置模型,拟定两种计算工况:(1)孔隙率和渗透系数是压力溶解的函数;(2)孔隙率和渗透系数均为常数,进行4a处置时段的数值模拟,考察了岩体中的温度、颗粒界面水膜及孔隙中的溶质浓度、迁移和沉淀质量、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速和应力的变化、分布情况。研究结果表明:工况1计算终了时,压力溶解使得孔隙率和渗透系数分别下降到初始值的43%-54%、4.4%~9.1%。在核废料释热温度场的作用下,工况1、2中的负孔隙水压力分别为初始值的1.00~1.25倍、1.00~1.10倍,前者表现了压力溶解的明显影响;两种工况的岩体中的应力量值及分布基本相同。 展开更多
关键词 溶解 颗粒聚集岩体 --耦合 数值模拟
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非饱和多孔介质中混合元法的化学-热-渗流-力学耦合的本构模拟 被引量:6
18
作者 刘泽佳 李锡夔 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期397-402,共6页
在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联... 在文献[1]中建立的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)本构模型基础上,针对文献[2]建立的非饱和多孔介质中热-渗流-力学耦合分析的混合有限元方法,发展了非饱和多孔介质中混合元的化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合本构模拟算法。采用非关联流动多重屈服准则模拟非饱和多孔介质的材料非线性行为。推导了u-pw-pa-T形式的包含了耦合率本构方程积分的向后欧拉映射算法和一致性弹塑性切线模量矩阵(单元刚度矩阵)的混合元一致性算法。本文给出了临界状态线(CSL)和状态边界面(SBS)两个屈服准则的一致性算法。数值结果显示了本文所发展的混合元耦合本构模拟算法在模拟由热、化学、力学荷载共同引起的多孔介质中化学-热-渗流-力学(CTHM)耦合行为的能力和有效性。 展开更多
关键词 非饱和土 混合元 化学--渗流-耦合分析 本构模拟
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炸药热-力耦合响应机制研究进展
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作者 周静静 李子涵 +3 位作者 黄蒙 祝艳龙 丁黎 常海 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期446-455,共10页
炸药一般会在热-力耦合刺激下经历能量吸收和累积,易引起分解甚至燃烧爆炸。此过程较复杂,为深入探究炸药的热-力耦合响应机制,围绕炸药产品和炸药晶体,通过实验分析、有限元模拟、分子动力学模拟等多种研究手段,综述了热-力耦合响应机... 炸药一般会在热-力耦合刺激下经历能量吸收和累积,易引起分解甚至燃烧爆炸。此过程较复杂,为深入探究炸药的热-力耦合响应机制,围绕炸药产品和炸药晶体,通过实验分析、有限元模拟、分子动力学模拟等多种研究手段,综述了热-力耦合响应机制的相关进展。目前,聚焦炸药产品应用的研究工作,多通过实验分析、有限元模拟以及二者结合的方法展开;针对炸药晶体,围绕高温-高压耦合条件,进行热-力耦合响应机制研究工作,但与实际生产条件仍存在一定差距。在未来工作中,随着实验分析技术和各类模拟手段的持续发展,有望对炸药产品及晶体在热-力耦合刺激下,不同时间尺度、不同空间尺度的物理变化过程、化学反应过程开展更为详尽的探究,推动炸药热-力耦合响应机制的进一步深入,为实现炸药从安全性科学研究向实际应用奠定扎实的理论基础。 展开更多
关键词 -耦合 炸药 响应机制 晶体 安全性
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基于分子动力学模拟的多晶结构微观热-力耦合行为的计算 被引量:2
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作者 田霞 崔俊芝 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期95-98,共4页
基于分子动力学模拟,建立了一套可用于表征微观下多晶结构热-力耦合行为的算法框架。该算法的要点是将连续模型和分子模拟耦合起来,并使守恒定律在微观连续模型和原子层次上都得到满足,与利用传统的连续介质力学建立晶界与晶粒的本构方... 基于分子动力学模拟,建立了一套可用于表征微观下多晶结构热-力耦合行为的算法框架。该算法的要点是将连续模型和分子模拟耦合起来,并使守恒定律在微观连续模型和原子层次上都得到满足,与利用传统的连续介质力学建立晶界与晶粒的本构方程相比,本模型中的连续流是通过原子模型准确计算得到的,从而避免了使用经验的本构方程。 展开更多
关键词 分子动模拟 连续模型 多晶结构 微尺度 -耦合行为
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