【摘要】：飽和多孔介質(zhì)熱-流-固耦合系統(tǒng)動力學(xué)問題研究不僅在土力學(xué)、水文學(xué)等經(jīng)典領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,同時也已成為核廢料污染處置、石油天然氣運輸、生物軟骨組織力學(xué)特性分析等新興科技領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題。本文研究了一維不可壓流體飽和熱彈性多孔介質(zhì)軸對稱問題的動力響應(yīng)問題�；诙嗫捉橘|(zhì)混合物理論,從數(shù)學(xué)建模、數(shù)值計算及參數(shù)研究等多方面對流體飽和熱彈性多孔介質(zhì)軸對稱問題的動力學(xué)行為進行系統(tǒng)分析,并將所得結(jié)果和方法推廣到分層流體飽和熱彈性多孔介質(zhì)中,給出影響耦合系統(tǒng)動力學(xué)特性的主要參數(shù),為工程實踐提供參考。本文首先研究了一維均勻不可壓流體飽和熱彈性多孔介質(zhì)軸對稱問題的動力響應(yīng)問題。基于de Boer多孔介質(zhì)混合物理論,分別給出了耦合系統(tǒng)在局部熱平衡和局部熱不平衡條件下問題的數(shù)學(xué)模型。其次在空間域內(nèi)采用微分求積法離散控制微分方程和邊界條件,在時間域內(nèi)采用二階向后差分格式處理時間導(dǎo)數(shù),然后在離散化的初始條件下運用Newton-Raphson法進行迭代求解數(shù)學(xué)模型,從而可得各離散點處未知物理量的數(shù)值結(jié)果。最后分別在局部熱平衡和局部熱不平衡條件下,研究和比較了流體飽和熱彈性多孔介質(zhì)在表面受到階梯溫度載荷和周期溫度載荷這兩種溫度載荷下的熱動力學(xué)特性并進行了參數(shù)分析。之后在此基礎(chǔ)上,利用并發(fā)展了微分求積單元法,分別研究了一維分層不可壓流體飽和熱彈性多孔介質(zhì)在局部熱平衡和局部熱不平衡條件下,表面受到兩種溫度載荷下的熱動力學(xué)特性,所得結(jié)果和均勻耦合系統(tǒng)進行了比較,得到了一些有益的結(jié)論。從研究結(jié)果中可以看出,本文方法是有效的,結(jié)果是可靠的,并具有精度高,計算量小,數(shù)值穩(wěn)定等優(yōu)點。本文方法可推廣到復(fù)雜大規(guī)模問題的分析和計算中,為研究流體飽和熱彈性多孔介質(zhì)的動力學(xué)特性提供理論依據(jù)和數(shù)值模擬方法。
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O357.3

【參考文獻】

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本文編號：2736642