本文關(guān)鍵詞：一種非連續(xù)介質(zhì)中熱傳導(dǎo)過程的數(shù)值模擬方法

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【摘要】：傳統(tǒng)熱傳導(dǎo)的分析基于連續(xù)模型,無法刻畫熱量在兩個接觸體之間的傳遞。該文提出了一種非連續(xù)介質(zhì)中熱傳導(dǎo)過程的數(shù)值計算方法,并編制了相應(yīng)的C++計算程序。該方法首先將計算域離散為一系列的塊體,塊體內(nèi)部劃分若干連續(xù)介質(zhì)單元,塊體邊界設(shè)定為潛在接觸界面,并利用半彈簧-半棱聯(lián)合接觸模型進(jìn)行接觸對的快速檢索及標(biāo)記。每個塊體內(nèi)部的熱傳導(dǎo)采用傳統(tǒng)連續(xù)模型進(jìn)行計算(該文采用有限體積法),每個接觸界面采用點(diǎn)面接觸型及棱棱接觸型熱傳導(dǎo)模型進(jìn)行描述。通過調(diào)整接觸界面熱傳導(dǎo)系數(shù)中的剛度因子,可以實現(xiàn)接觸界面對熱傳導(dǎo)過程不同的抵抗效應(yīng)。數(shù)值算例表明,該文所述方法可以較為準(zhǔn)確地模擬熱量在非連續(xù)介質(zhì)中的傳遞過程;接觸界面上的剛度因子越大,界面對熱傳導(dǎo)過程的抵抗效應(yīng)越小;當(dāng)剛度因子大于100,界面抵抗效應(yīng)基本消失,非連續(xù)介質(zhì)的計算結(jié)果與連續(xù)介質(zhì)的計算結(jié)果完全一致;此外,接觸界面上的剛度因子僅影響熱傳導(dǎo)的瞬態(tài)過程,而不影響其穩(wěn)態(tài)解。
【作者單位】： 北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院;中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院;中國科學(xué)院力學(xué)研究所流固耦合系統(tǒng)力學(xué)重點(diǎn)實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 非連續(xù)介質(zhì) 散體 接觸 熱傳導(dǎo) 剛度因子
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年基金項目(11302230)
【分類號】：TU45
【正文快照】： 地質(zhì)體及松散堆積體是兩類典型的非連續(xù)介質(zhì)。地質(zhì)體被大量的斷層、節(jié)理等分割為巖塊及結(jié)構(gòu)面兩個部分,巖塊表征地質(zhì)體的連續(xù)特性,結(jié)構(gòu)面表征非連續(xù)特性。松散堆積體(如礦石堆積體、谷物堆積體等)同樣可以劃分為表征連續(xù)特性的塊體及表征非連續(xù)特征的接觸面等兩個部分。熱傳導(dǎo)

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本文編號：615298