外文翻譯---周期性靜水壓力作用下混凝土壩的診斷分析(編輯修改稿)
2025-09-20 11:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 T （1）公式中：Q表示內(nèi)部產(chǎn)生熱量的特定速率（J/m179。 s）；矢量q（J/㎡ s）代表熱通量，用傅里葉方程（1b）中的溫度場(chǎng)T（x，t）來(lái)表示，x和t分別代表空間坐標(biāo)和時(shí)間；k是量化材料的導(dǎo)電性能的張量。公式（1）的傳統(tǒng)簡(jiǎn)化公式可見(jiàn)如下（索引【12】）ΩWρCTQdΩ +ΩgradWT(kgradT)dΩ +ΓqWqTnΓ =0，∨W withW = 0 on ΓT （2）公式中：W（x）是空間坐標(biāo)x的類函數(shù)（服從一般連續(xù)性要求），當(dāng)邊界部分ΓT在指定的溫度時(shí)W=0；Ω表示域體積，Γq表示熱通量qT被賦值的邊界部分（法相矢量n）。不同領(lǐng)域合理的插值函數(shù)得到的傳統(tǒng)的有限元方法推導(dǎo)出公式（2）的近似公式：CT(t)+KT(t)=F(t) (3) 如果m表示有限元網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，那么C和K就分別是關(guān)于熱容量和熱導(dǎo)率的矩陣（mm）；T和F分別代表未知節(jié)點(diǎn)的溫度和數(shù)據(jù)的m—矢量，后者可以用公式表示為：F(t)=ΩNTQdΩ ΓqNTqTn (4) 大型混凝土壩熱邊界條件的計(jì)算必須要考慮到大壩和周圍環(huán)境變化的相互作用。然而，大壩的外部熱作用實(shí)際上可以通過(guò)大壩邊界自身可承擔(dān)的可變溫度來(lái)解決。也就是說(shuō)，內(nèi)發(fā)熱和施加的熱通量將被設(shè)置為零。大壩表面熱傳導(dǎo)的數(shù)學(xué)描述將意味著非常復(fù)雜的非線性建模。實(shí)際上：（i）下游面的內(nèi)部狀態(tài)受空氣的傳導(dǎo)和對(duì)流影響，也間接或非間接地受太陽(yáng)輻射的影響；（ii）上游面，在超過(guò)（“干”表面）或低于（“濕”表面）水庫(kù)水位的某些地方熱效應(yīng)有明顯的不同；（iii）水泥石界面的熱傳導(dǎo)應(yīng)當(dāng)在地基表面來(lái)確定。因此，精確的數(shù)學(xué)模型要用一系列的參數(shù)和數(shù)值來(lái)管理，在實(shí)踐中這些數(shù)值很難計(jì)算出來(lái)并且有很大的不確定性。由于這些原因，對(duì)于熱問(wèn)題大壩工程中的一些研究員已經(jīng)提出用半經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)化的邊界條件來(lái)解答。 圖4：邊界節(jié)點(diǎn)溫度的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)（用10諧波分量）。時(shí)間數(shù)列從基礎(chǔ)年度的一月一日開(kāi)始。溫度根據(jù)索引【11】。（a）干燥條件下混凝土節(jié)點(diǎn)的溫度。（b）混凝土由干燥變成潮濕情況下的節(jié)點(diǎn)溫度（陰影區(qū)表示潮濕條件）圖5：參考大壩兩個(gè)節(jié)點(diǎn)溫度的時(shí)間歷程：變步諧波分析的結(jié)果穩(wěn)態(tài)諧波分析結(jié)果的比較下面的情形值得關(guān)注：（i）正如前文所述，大壩上的隨著時(shí)間變化的熱負(fù)荷基本上取決于空氣溫度、水的頂部和底部溫度和水庫(kù)水位：所有前量的時(shí)間歷程（超過(guò)一個(gè)基礎(chǔ)年度所測(cè)得的）一定要用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，并且必須要關(guān)注一年中上游面從潮濕到干燥條件的哪些節(jié)點(diǎn)（圖4）；（ii）我們甚至用一小部分的諧波分量在變步諧波和穩(wěn)態(tài)諧波之間得到很好的諧調(diào)，正如圖5所示；（iii）有諧波分析所得出的計(jì)算增益是很重要的：特別是，所研究的大壩在初始條件下進(jìn)行合理猜測(cè)并用商業(yè)有限元代碼手段得出的變步分析需要一個(gè)中央處理器，這種處理器的頻率要比上文提到的
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