冻结管布置方式对冻结平面温度场的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义

通过了解人工冻结技术，利用ADINA有限元软件建立平面温度场模型，研究不同冻结管布置方式下各因素对平面温度场的影响规律及影响程度，增进自身对大学期间所学知识的综合运用能力及对人工冻结技术中平面温度场的认识程度，对今后的人工冻结技术工程也具有一定的参考意义。

2. 国内外研究现状分析

20世纪90年代以来，开始提出热力学模型，采用有限元法对应力、应变、水流和温度进行预报，主要采用杨氏模量、泊松比、蠕变定律的6个参数、导湿系数、导热系数和热容量等，但热力学模型只用热力学理论描述微观冻胀机理，并不能解决实际应用，因此热力学模型的研究还需深入。

目前随着计算机的发展，一些大型有限元计算程序在工程中得到广泛的应用，一些有限元软件在温度场分析以及热-力耦合方面取得了良好的效果。

国内不少学者应用计算机对冻结壁温度场进行数值模拟研究，并取得了一些成果，例如安徽理工大学汪仁和教授，程桦教授以及中国矿业大学的杨维好教授等应用ansys对温度场进行模拟分析，在这些模型中，外荷载仅作为影响冻胀的一个因子考虑，并没考虑因加载、冻胀和蠕变等引起的应力场和位移场的变化。

3. 研究的基本内容与计划

通过有限元计算软件ADINA建立平面温度场计算模型，根据对大量实验数值的研究分析，研究在不同冻结管布置方式下不同因素对冻结平面温度场的影响规律以及影响程度。

计划：2.13-2.29查阅近年来有关人工冻结技术的期刊文章，了解人工冻结技术的原理，方法和应用范围；3.1-3.31了解冻结管不同布置方式在人工冻结工程中的应用实例，学习ADINA计算平面温度场的方法，进行数值计算；4.1-4.30能够计算简单的单圈管，双圈管以及一字型冻结管排列时不同因素对平面温度场的影响程度；5.1-5.20撰写，修改，完善论文；5.21-5.31做好答辩准备。

4. 研究创新点

通过ADINA有限元软件，建立合理的平面温度场计算模型，研究不同冻结管布置方式下各因素对平面温度场的影响程度。