大体积混凝土冷却水管温度场仿真分析

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1、奚悦：碰撞问题中恢复系数的颗粒流模拟43DOIl10．13905／j．cnki．awjz．2015．02．018碰撞问题中恢复系数的颗粒流模拟奚悦(上海交通大学．上海200240)【摘要】利用颗粒流程序PFC2D来模拟单颗粒碰撞问题，建立粘滞阻尼模型，研究碰撞恢复系数与阻尼比和颗粒刚度之间的关系。研究表明，恢复系数随着阻尼比增大而减小，随着刚度增大不会发生明显变化。【关键词】颗粒流；碰撞问题；恢复系数【中图分类号】TU43【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)02—0043—02在固体碰撞的问题中，恢复系数具有特别重要的本

2、次模拟建立了粘滞阻尼模型如图1所示。在颗意义⋯。文中先介绍恢复系数的含义和粘滞阻尼模粒与颗粒之间增加法向和切向粘滞阻尼器。阻尼型，然后利用颗粒流PFC程序来模拟碰撞过程，研究器将会产生法向和切向阻尼力，如式(1)、(2)所示。恢复系数与阻尼比和颗粒刚度之间的关系。D”=cII，nI(1)1恢复系数的含义D=c。Il(2)恢复系数即两物体碰撞后的分离速度与碰撞前C和c分别是法向和切向阻尼常数，和分的接近速度之比。如果碰撞为弹性碰撞，则恢复系数别是颗粒在法向和切向的速度。阻尼力方向与运动为1，满足机械能守恒；如果为非弹性碰撞，则恢复系数小于1，不

3、满足机械能守恒，一部分能量转为内能，方向相反。阻尼常数是通过给定法向和切向的阻尼但是动量守恒始终满足；完全非弹性碰撞为0，两个物~L(／3and卢。)，并利用式(3)、(4)计算得到。体将黏结一起，没有任何弹性运动。c=／3celi‘(3)I．．．，lc。=／3。c(4)碰撞的恢复系数的定义为e=，其中。。、Il0—7)20Iceri‘、ccnI是临界阻尼常数，利用式(5)、(6)得到：∞分别是碰撞前两物体的速度，。和分别是碰撞后ccri‘=2砌=2~／(5)两物体的速度。2粘滞阻尼模型ccnI=2rruo=2~／。(6)其结点温度时程曲线大

4、致经历了一个先升高后降低的可行性与有效性。的趋势，结点最高温度在第4d达到为24．46℃，远小于其它两个节点的最高温度。受浇筑层厚度的影响，参考文献该结点受上层混凝土浇筑推移影响的温度回升效果并不明显。结点2088在前冷却期内由于和表面空气[1]朱伯芳．大体积混凝土的温度应力与温度控制[M]．北京：对流，其温度变化受表面空气的对流影响较大，但当中国电力出版社，1999：3．[2]朱岳明，徐之明，严飞．含有冷却水管混凝土结构温度场的三第二层混凝土浇筑时，其对流边界被覆盖，温度迅速维仿真分析[J]．水电能源科学，2003，21(1)：83—85．

5、回升并在第11d达到了最高温度28．71℃，之后节点[3]朱伯芳．论混凝土坝的水管冷却[J]．水利学报，2010，41温度也经历了一个缓慢下降的过程。(5)：505—513．3结语[4]黄耀英，何光字，周宜红，等．水管冷却等效热传导方程中混采用预埋水管的热流法对某工程大体积混凝土凝土初温度的研究[J]．武汉大学学报，2013，46内埋冷却水管段施工期温度场模拟，计算结果表明：(1)：105—108．[5]周立．水管冷却仿真计算的相似有限元方法研究[D]．南京：混凝土的温度场呈明显的环状梯度分布，且温度梯度河海大学，2007．的大小与冷却参数密

6、切相关，并随着施工进度推移呈动态变化规律。冷却水管降温效果明显，符合工程实[收稿日期]2014—09—08际状况。由此得出：热流法能真实准确的模拟出水管[作者简介]杜君行(1988一)，男，天津人，硕士研究生，研究周边冷却期内混凝土温度场的温度梯度及其变化规方向：混凝土坝体温控应力分析。律；编写的模拟混凝土冷却水管温度场仿真分析程序