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基于对流-导热耦合模型的寒区水工隧洞围岩温度场分布规律研究
基于对流-导热耦合模型的寒区水工隧洞围岩温度场分布规律研究
摘要：在寒冷地区，水工隧洞的围岩温度场分布规律研究对隧洞的可靠性和安全性具有重要意义。本文以寒区水工隧洞为研究对象，基于对流-导热耦合模型，分析了对流和导热的相互作用对围岩温度场分布的影响，并针对不同参数进行数值模拟，得出了寒区水工隧洞围岩温度场分布的规律。
关键词：寒区水工隧洞；围岩温度场；对流-导热耦合模型；数值模拟
1.引言
寒冷地区的水工隧洞具有特殊的地质环境和工程条件，温度场分布对于隧洞的安全性和可靠性具有重要影响。因此，研究寒区水工隧洞围岩温度场分布规律具有重要意义。
2.对流-导热耦合模型
对流-导热耦合模型是描述围岩温度场分布的重要工具。该模型将对流和导热的作用考虑在内，可以更准确地反映寒区水工隧洞围岩温度场的变化。
3.数值模拟方法
本文使用数值模拟方法研究寒区水工隧洞围岩温度场分布规律。首先，建立了对流-导热耦合模型的数学方程。然后，使用有限元方法对方程进行离散化求解。最后，通过改变不同的参数，例如隧洞尺寸、周围地层温度等，分析其对围岩温度场分布的影响。
4.结果与讨论
通过数值模拟，我们得到了寒区水工隧洞围岩温度场分布的规律。结果显示，在寒冷地区，隧洞的尺寸对围岩温度场分布有较大的影响，隧洞越大，围岩温度场分布越均匀。此外，在周围地层温度一定的情况下，隧洞的位置对围岩温度场分布也有明显影响，隧洞靠近地表时，围岩温度场变化较大。
5.结论
本文基于对流-导热耦合模型，研究了寒区水工隧洞围岩温度场分布的规律。通过数值模拟，我们发现隧洞尺寸和位置对围岩温度场分布有较大影响。这对于寒冷地区水工隧洞的设计和施工具有重要意义，可以提高隧洞的可靠性和安全性。
参考文献：
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