导读:本文包含了水热耦合论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:土壤,水分,模型,抗压强度,坡地,阴湿,微分方程。
水热耦合论文文献综述
李腾风,王志良,申林方,徐则民[1]（2019）在《基于格子Boltzmann方法非饱和土体水热耦合模型研究》一文中研究指出考虑热源作用下非饱和土体水热耦合作用机制,基于格子Boltzmann方法,采用双分布函数分别描述温度场及水分场的演化过程,建立了相应的水热耦合模型。同时,编制了计算程序,并结合半无限空间的水热耦合算例,验证了该计算模型的正确性。最后考虑水热耦合作用模式、热源温度以及土体孔隙率等因素的影响,讨论了非饱和土体温度场及水分场的演化规律。研究结果表明:传统的单向耦合模式无法表征水分迁移对土体导热特性的影响,从而导致温度场的演化规律有所偏差,而所提出的双向耦合模式更具合理性。在恒温热源作用下,不同热源温度对土体温度场及水分场的演化均会产生较大影响,且在非饱和土体温度升高速率较快的位置,体积含水率也相应的变化较快。在相同热源作用下,当初始体积含水率一定时,孔隙率较小的土体,温度升高速度较快,但总体差别不大,从而使得体积含水率分布也较为接近。(本文来源于《工程力学》期刊2019年09期）
李昊,何选明,赵璐涵,范贵平[2]（2019）在《磷酸-水热耦合活化法制备的活性焦及吸附性能》一文中研究指出将新疆淖毛湖提质长焰煤与废旧橡胶粉共热解所得半焦产物作为原料,采用磷酸-水热耦合活化法制备活性焦。以亚甲基蓝吸附值为指标,探究活化条件对活性焦吸附性能的影响,结果表明:在磷酸质量分数为48.73%、活化温度为448K、活化时间为9h的条件下制备的活性焦的亚甲基蓝吸附值最高,达154.21mg/g,比未活化时提高了6倍。FTIR测试结果表明,活性焦中含有大量羟基。SEM测试结果表明,活性焦的表面粗糙,具有大量孔结构。BET分析结果表明,活化焦的比表面积为410.71m~2/g,总孔容为0.538cm~3/g,中孔占比达55%以上。(本文来源于《煤炭转化》期刊2019年04期）
吴东军[3]（2019）在《人工冻土水热迁移试验及水热耦合数值模拟研究》一文中研究指出人工冻结法因其对复杂地质水文条件的良好适应性,在现代土木工程建设中广泛使用,但同时也给工程带来了冻土的危害——冻胀融沉问题,学者普遍认为人工冻土危害来源于人工冻结地层过程中的水分重分布,水分重分布主要为冰水相变以及水分迁移。因此研究人工冻土的水热迁移机理对人工冻结法应用具有重大意义。本文针对人工冻土的水热迁移问题开展了研究,主要完成了以下内容:(1)对淮南地区的粉质黏土进行了封闭条件下自上而下的冻结试验,获得了冷端温度、初始含水率、上覆荷载对人工冻土水热迁移的影响规律;(2)推导分析非饱和正冻土水热耦合模型,对COMSOL Multiphysics软件PDE模块进行二次开发,实现了人工冻土的水热耦合数值计算;(3)通过C++编写冻结管偏斜随机位置计算程序,获得偏斜率不大于0.15%的冻结管随机位置;(4)进行了冻结管有无偏斜的多圈管冻结壁水热耦合数值计算,获得了多圈管冻结壁水热时空分布的规律及冻结管偏斜对其的影响。本文研究能够为土质为粉质黏土的人工冻结法施工方案提供一定的理论根据,为人工冻结法施工中冻结管的布置方案提供低耗时、少成本、高精准的验证仿真和优化仿真。图[89]表[12]参[83](本文来源于《安徽理工大学》期刊2019-06-06）
张蓉蓉[4]（2019）在《水热耦合作用下深部岩石动态力学特性及本构模型研究》一文中研究指出矿井围岩、地下工程围岩以及地面工程的岩基等常处于复杂的水热场环境,且在工程整个建设、运营过程中必然会面临各种机械或爆破等冲击荷载作用,研究水热耦合下深部岩石的动态力学性能具有十分重要的意义。本文以淮南市谢桥矿-725 m处的泥质砂岩和朱集东矿-906 m处的细砂岩为研究对象,针对水热亲合作用对岩石动态特性的影响,利用霍普金森(SHPB)压杆,设计水热耦合作用下砂岩的静、动态力学性能试验,并详细研究了岩石静、动态力学特征、各个阶段能量耗散特征、破坏形态以及微观特性等,根据研究结果建立水热耦合作用下基于岩石损伤演化的动态本构关系,试验结果与数值计算结果具有较好的一致性,主要内容和结论性成果如下:(1)系统地分析了不同温度处理后风干和饱和状态下砂岩的静、动态应力-应变曲线特征。结果表明,静态和动态应力-应变曲线基本可划分为四个阶段:压密、弹性、塑性变形和破坏阶段,但其动态应力-应变曲线压密阶段应力随应变增长速率较大,表现趋势有所不同。风干状态下静态峰值应力几乎达到饱和状态下静态峰值应力的两倍,饱水状态下动态峰值应力受到自由水的黏结力以及Stefan效应的影响,其动态峰值应力略大于风干状态下动态峰值应力。(2)H-C循环试验结果表明,低温(L-T)组和中温(M-T)组在20次循环后和高温(H-T)组在4次循环后动态峰值应力和相对弹性模量(Kr)值下降速率逐渐缓慢,相同次数下,H-T组比L-T组和M-T组下降程度大很多,说明H-T组砂岩损伤程度远大于其他两组试样。L-T组和M-T组的破碎质量分形维数与循环次数呈线性关系,而H-T组则呈指数上升,叁组试样的平均破碎块度均随着循环次数的增加而减少,且呈现指数函数的形式。(3)在加载破坏的全过程中,压密阶段均符合U>Ue>Ud,此时总输入应变能转化为弹性能,少部分能量在塑性变形过程中被耗散掉;线弹性阶段能量特征指标同时存在,总输入应变能转化为弹性能和耗散能,同时能量开始耗散,在水热耦合损伤条件下,一小部分能量在屈服阶段转化为弹性能;破坏状态阶段,耗散能大于总输入应变能,弹性能接近于零,表明压密阶段储存的弹性能被释放。根据能量转化原理,利用总输入应变能下降规律定义H-C循环后砂岩的损伤。(4)XRD试验发现石英高温产生膨胀,改善砂岩内部结构;饱水状态下高岭石亲水性较强,水化膨胀导致矿物颗粒间胶结弱化,高岭石达到480℃～600℃时,转变为偏高岭石,达到750℃以后时,偏高岭石向A1-Si尖晶石转变,同时分解出无定形Si02;方解石超过800℃以后,分解产生石灰(CaO)。(5)在20°C(室温)下,砂岩内部致密,存在一些微小的连接裂缝。-20℃、-10℃和0℃时,晶体呈现玻璃片状,BSE图像可看出随着处理温度的不断下降,内部产生裂纹和孔洞会不断增多。在20℃～1 000℃温度范围内时,由碎屑结构的颗粒状晶体逐渐变大,初始裂纹明显增加,800℃以后,晶体逐渐出现撕裂脊成为断裂的主要形态,裂纹局部出现并逐渐扩展。(6)通过H-C循环后砂岩的微观试验结果发现,L-T组砂岩试样经历10次H-C循环后,矿物颗粒的冻结膨胀和热膨胀同时会引起初始微裂纹和孔隙扩展,经过40次H-C循环后,由于矿物颗粒之间热应力变形的不协调产生热应力集,反复的H-C循环,导致了沿矿物颗粒的边界发生疲劳断裂。对比室温、L-T组、M-T组和H-T组的EDS结果,发现H-T组12次H-C循环后,砂岩试样内部出现大量的裂隙和孔隙,由于黏土矿物存在,经过400℃温度处理后,会发生羟基失水,导致砂岩内部产生不可逆的损伤。(7)对水热耦合作用下岩石的损伤演化曲线和总损伤率曲线进行研究分析,并利用水热耦合作用下岩石的动态冲击实验数据,建立基于岩石损伤演化的动态本构模型。该模型较好地考虑了水热耦合损伤和冲击荷载共同作用下对岩石损伤动态力学行为的影响。理论和试验应力-应变曲线拟合效果较好,所建立的动力本构模型是可行的,并对试验和本构结果进行误差分析。图[73]表[11]参[253](本文来源于《安徽理工大学》期刊2019-06-02）
万瑞霞,瞿明,张伟,王成[5]（2019）在《水热耦合作用下的高寒阴湿地区道路翻浆分析》一文中研究指出为了研究温度和水分对高寒阴湿地区道路翻浆的影响,通过有限元软件Geostudio提出水热耦合计算模型,并将分析结果与现场实测值进行对比。结果表明:水热耦合作用、水分场和温度场是造成该地区道路翻浆的主要因素;水热耦合作用下,检测地区最大冻结深度达1.8m,水分向上迁移,形成水分重分布,路基冻害加深;融化期路面下0.8～1.2m处最大含水率达到40%,从上到下含水率呈现先增大后减小的趋势。(本文来源于《筑路机械与施工机械化》期刊2019年05期）
唐敏[6]（2019）在《黄土丘陵区坡地土壤水热特征及其耦合效应研究》一文中研究指出坡地是黄土丘陵区主要的地貌类型之一,其中7~°以上的坡地占该区面积的75.7%,同时也是该区水土流失的主要源地,因此,坡地的合理开发利用对于黄土丘陵区生态建设和经济社会可持续发展具有重要意义。在水资源短缺的干旱半干旱黄土丘陵区,了解坡地的土壤水热状况是制定合理开发利用方式的重要前提,同时坡地利用方式又影响着土壤水热条件,因此,揭示黄土丘陵区典型坡地利用方式的土壤水热特征及其耦合效应,对于实现区域坡地资源的高效持续利用具有重要的理论和实践意义。为此,本文选择黄土丘陵区4种典型坡地利用方式(大豆坡耕地、玉米梯田、红枣林和撂荒草地)为研究对象,通过野外定位监测、室内试验、统计分析和数值模拟相结合的方法,对不同坡地利用方式土壤水热变化特征及其对主要环境因子的响应、土壤水热变化复杂性等进行了研究,建立了一维垂向土壤水热耦合运移数值模型,以红枣林为例,实现了对红枣林土壤水分和温度随时间动态变化和空间垂直分布的模拟预测,并进一步研究了温度梯度和根系吸水对红枣林土壤水热耦合运移的影响。得到以下主要结论:(1)阐明了不同坡地利用方式土壤水热变化特征。4种坡地利用方式0~60 cm土层为土壤水分季节性波动层,60~160 cm土层含水量变化相对平缓。2014平水年和2015干旱年生长季红枣林0~60 cm土层含水量显着低于其它3种坡地利用方式(p<0.05),且在平水年生长季红枣林0~160 cm土层储水量较大豆坡耕地、玉米梯田和撂荒草地低5.9%、6.6%和17.7%。干旱年生长季玉米梯田表现出良好的保墒能力,土壤水分亏缺度较小,其0~160 cm土层含水量显着高于其它3种坡地利用方式(p<0.05)。典型次降雨后,随着干旱时间的延长,红枣林土壤水分损失率大幅增加,而玉米梯田土壤水分损失率增长缓慢。随土层加深,同一坡地利用方式土壤温度逐渐降低,季节变化幅度也减小。红枣林表现出明显的增温效应,且增大了土壤温度日变幅,提高了生长季内土壤温度日较差。玉米梯田则减弱了土壤温度季节变化幅度和日变幅,并降低了生长季内土壤温度日较差。综上可知,红枣林土壤保水调温效果较差,亟需增加管理措施以有效改善土壤水热状况,实现红枣林可持续发展;玉米梯田具有良好的保墒调温效应,因此可考虑实施坡耕地改梯田工程,高效利用雨水资源的同时,达到“以水调温”的目的。(2)揭示了不同坡地利用方式土壤水热的复杂性。2014平水年和2015干旱年生长季,红枣林增加了0~160 cm各层土壤水分变化幅度、变异程度和活跃层深度,并提高了0~100 cm土层温度变化幅度和变异程度;玉米梯田相对减小了土壤水分变化幅度、变异程度和活跃层深度,并降低了土壤温度变化幅度和变异程度。不同降雨年型下,红枣林各层土壤水分、温度序列的分维数均高于其它3种坡地利用方式,玉米梯田土壤水分、温度序列分维数相对较低。2014平水年和2015干旱年生长季,4种坡地利用方式表层(0~20 cm)土壤含水量序列的近似熵排序为:红枣林>撂荒草地>大豆坡耕地>玉米梯田;平水年生长季,玉米梯田0~160 cm各层土壤含水量序列的近似熵均为最小;两个生长季内,红枣林0~100 cm各层土壤温度序列的近似熵最大,玉米梯田土壤温度序列的近似熵较小。综上,红枣林土壤水热变化过程较为复杂,而玉米梯田减小了土壤水热变化的复杂程度,有利于保持土壤水分稳定性,并调节土壤温度。基于小波分维估计法和近似熵理论评价黄土丘陵区典型坡地利用方式土壤水热的复杂性是可行的。(3)明确了影响4种坡地利用方式土壤水热的主控性环境因子。2014平水年和2015干旱年生长季,气温和空气湿度是影响大豆坡耕地和撂荒草地0~60 cm土层水分变化的主控因子;空气湿度和风速则是影响玉米梯田土壤水分变化的主要气象因子;气温对红枣林土壤水分的影响极显着(p<0.01),且为负效应;各坡地利用方式土壤水分与土壤温度均呈负相关关系(p<0.01)。平水年生长季,空气湿度对大豆坡耕地、玉米梯田和撂荒草地土壤水分的直接作用和综合影响最大;土壤温度对红枣林土壤水分的影响相对较大。干旱年生长季,土壤温度对各坡地利用方式土壤水分的直接作用和综合影响均为最大,且为负效应。气温与4种坡地利用方式0~60 cm土层温度的关联度较高,且随着土壤深度增加,灰色关联度降低;在同等气象条件下,不同坡地利用方式同一土层温度与同一气象因子的灰色关联度存在差异;玉米梯田表层(0~20 cm)土壤温度与气温的决定系数相对较小,表明其对气温的响应较弱。(4)构建了一维垂向土壤水热耦合运移数值模型。重点考虑了温差作用下土壤中热量传递对土壤水分运移的影响、水分运移对土壤中热量传递的影响以及根系吸水对土壤水分运移和热量传递的影响,建立了一维垂向土壤水热耦合模型。采用有限差分法对所建模型进行求解。利用干旱年生长季红枣林0~100 cm土层含水量和温度数据对所建模型进行验证,结果表明:模拟期间土壤含水量模拟值与实测值的决定系数R~2为0.8581~0.9901,均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE的平均值分别为0.7719%和0.6856%;红枣林0~100 cm土层温度模拟值和实测值的R~2、RMSE和MAE在4个生育阶段的平均值分别为0.8694、1.2884℃、1.1894℃。表明该模型对于模拟红枣林土壤含水量和温度随时间和深度的变化具有较高的精度,能够较为准确地反映红枣林不同生育阶段土壤中水分运移和热量传输的变化特征。通过建立的一维垂向土壤水热耦合运移数学模型研究了温度梯度对土壤水分运移的影响和根系吸水过程对土壤中热量传输的影响,结果表明:同时考虑温度梯度对土壤水分运移的影响和根系吸水过程对土壤中热量传输的影响时,模型的模拟结果明显优于仅考虑其中一个因素的模拟结果。本研究基于两年连续监测数据,分析和探讨了平水年和干旱年黄土丘陵区4种典型坡地利用方式土壤水热特征及其耦合效应,深化了对该区不同坡地利用方式土壤水热动态变化过程、土壤水热复杂性、影响土壤水热的主控性环境因子以及土壤水热耦合模型构建与模拟的科学认识。本研究所得结论可为黄土丘陵区坡地利用结构优化和坡地资源高效持续利用提供科学依据。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2019-05-01）
钱坤[7]（2019）在《冻土地基预融技术的水热耦合分析》一文中研究指出随着全球气候变暖,赋存在东北多年冻土区的岛状冻土存在严重的退化现象,造成地基承载力下降,引起公路的的不均匀沉降;并且由于冻土退化造成的地质灾害如滑坡、泥石流等也是屡见不鲜。结合东北年平均气温,保护冻土的原则不再适用,针对这种情况,有些学者提出针对高温冻土,可以用预先融化冻土的方法来减轻由于冻土退化所带来的灾害。冻土是一种对含水率及温度很敏感的土体,因此预融过程中对土体内部的水分场、温度场及其之间耦合作用的研究具有重要现实意义。与此同时,在判断冻土内部热量及水分迁移时常常需要用到土壤的比热容、导热系数及未冻水含量等参数,基于这种背景下,本文主要研究内容如下:(1)提出将DSC(差示扫描量热仪)运用到冻土的热分析试验中,验证了其可行性,总结出一套适用于冻土比热容测试的升降温速率及制样方法;研究了干密度及初始含水率对冻土比热容和导热系数的影响;建立了包含潜热和显热的冻土比热容计算公式。(2)利用DSC对实验过程中热流的精确记录,提出了一种新型测量未冻水的方法,并将DSC测量未冻水的试验结果与NMR(低场核磁共振)测量未冻水的试验结果对比,验证了这种方法的准确性。在此基础上建立了融化过程中未冻水含量的计算模型。(3)基于非饱和土的达西定律以及傅里叶传热基本准则,推导出叁维情况下,忽略土体内部水汽移动,以含水率为变量的水分运动控制方程;同样维度情况下,将冻融过程中的冰-水相变作为内热源处理,推导出考虑热传导及对流传热的温度控制方程;最后将融化过程中未冻水含量与温度的关系作为联立方程,建立了空间叁维条件下冻土融化过程中的水热耦合模型。(4)基于对有限元软件COMSOL Multiphysics进行二次开发,分析冻土中存在热源情况下融化过程中温度与水分传递规律;最后将室内模型试验结果与仿真结果进行对比分析,进一步验证了所建立水热耦合模型的可靠性。(本文来源于《东北林业大学》期刊2019-04-01）
杨晗,周伟,石佩琪,黄露[8]（2019）在《内蒙古草地NPP时空变化格局及其与水热因子耦合关系》一文中研究指出选取内蒙古作为研究区,基于卫星遥感数据、地面气象观测数据及其他统计资料,利用CASA模型估算了内蒙古草地净初级生产力(NPP),分析了2001—2016年内蒙古草地NPP的时空变化格局及其与水热因子的耦合关系,结果表明:2001—2016年内蒙古草地NPP多年平均值为343.46 g C/(m~2·a),总体上呈现由东北至西南逐渐递减的分布格局;年均NPP总值约为0.218 Pg C,16年共计3.483 Pg C。大部分地区草地NPP呈波动上升趋势,年均增长率约为4.27 g C/(m~2·a)。内蒙古草地NPP与年均温的偏相关系数为0.306,与年总降水量的偏相关系数为0.622;大部分地区草地NPP与年总降水量呈显着的正相关关系,而与年均温无显着相关。(本文来源于《水土保持研究》期刊2019年02期）
龙小勇,岑国平,蔡良才,刘垍荧[9]（2019）在《道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验及现场验证》一文中研究指出为更加全面客观地认识机场道面结构的温度场、水分场及其耦合作用的基本规律,为季冻区机场道面结构不均匀冻害的防治提供理论依据和措施建议,设计道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验箱,开展外部水分渗入道肩试验和道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验,并利用现场冻胀量监测结果验证了模型的可靠性和适用性.结果表明:模型试验直观地模拟了跑道与道肩冻胀错台现象,阐明了其产生的原因和机理;揭示了机场道面结构温度场、水分场及其耦合作用的基本规律;外部水分入渗对机场道面结构水分场重分布有较大影响;机场道面结构的不均匀冻害是其内部水热耦合作用的产物,降温速率和温度梯度影响冻结时的水分积聚和迁移,反过来水分的重分布也影响温度的传递.采用室内缩尺物理模型试验和现场监测相结合的研究思路和实施方法不仅为季冻区建筑物不均匀冻胀问题的防治提供了理论基础,也丰富了人们探索水热耦合规律的方法,具有一定的参考价值.(本文来源于《哈尔滨工业大学学报》期刊2019年03期）
张明礼,郭宗云,韩晓斌,王斌,魏浩田[10]（2018）在《基于COMSOL Multiphysics数学模块的冻土水热耦合分析》一文中研究指出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。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2018年33期）
水热耦合论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
将新疆淖毛湖提质长焰煤与废旧橡胶粉共热解所得半焦产物作为原料,采用磷酸-水热耦合活化法制备活性焦。以亚甲基蓝吸附值为指标,探究活化条件对活性焦吸附性能的影响,结果表明:在磷酸质量分数为48.73%、活化温度为448K、活化时间为9h的条件下制备的活性焦的亚甲基蓝吸附值最高,达154.21mg/g,比未活化时提高了6倍。FTIR测试结果表明,活性焦中含有大量羟基。SEM测试结果表明,活性焦的表面粗糙,具有大量孔结构。BET分析结果表明,活化焦的比表面积为410.71m~2/g,总孔容为0.538cm~3/g,中孔占比达55%以上。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
水热耦合论文参考文献
[1].李腾风,王志良,申林方,徐则民.基于格子Boltzmann方法非饱和土体水热耦合模型研究[J].工程力学.2019
[2].李昊,何选明,赵璐涵,范贵平.磷酸-水热耦合活化法制备的活性焦及吸附性能[J].煤炭转化.2019
[3].吴东军.人工冻土水热迁移试验及水热耦合数值模拟研究[D].安徽理工大学.2019
[4].张蓉蓉.水热耦合作用下深部岩石动态力学特性及本构模型研究[D].安徽理工大学.2019
[5].万瑞霞,瞿明,张伟,王成.水热耦合作用下的高寒阴湿地区道路翻浆分析[J].筑路机械与施工机械化.2019
[6].唐敏.黄土丘陵区坡地土壤水热特征及其耦合效应研究[D].西北农林科技大学.2019
[7].钱坤.冻土地基预融技术的水热耦合分析[D].东北林业大学.2019
[8].杨晗,周伟,石佩琪,黄露.内蒙古草地NPP时空变化格局及其与水热因子耦合关系[J].水土保持研究.2019
[9].龙小勇,岑国平,蔡良才,刘垍荧.道面结构不均匀冻胀水热耦合模型试验及现场验证[J].哈尔滨工业大学学报.2019
[10].张明礼,郭宗云,韩晓斌,王斌,魏浩田.基于COMSOLMultiphysics数学模块的冻土水热耦合分析[J].科学技术与工程.2018
论文知识图
