температура в 1,5 года

УДК 551.340: 51-74МГТУ им. Н.Э. Баумана Введение Задачи, связанные с изучением, прогнозом и управлением температурными полями в грунтовых средах, в настоящее время являются одними из наиболее важных и востребованных в сфере инженерной геологии и строительства. В условиях современной ситуации, когда на территории Российской Федерации происходит разработка новых месторождений нефти и газа, все чаще поднимается проблема строительства в районах вечной мерзлоты. В частности, это относится к случаям строительства на территории Заполярья, а также планированию освоения месторождений в Северном Ледовитом океане.В работе исследуется распределение температурных полей в двухфазных грунтовых средах, возможность прогноза и управления этими распределениями. Подобные задачи встречаются при расчетах температур грунтовых сред в процессе геотехнического мониторинга, который проводится перед строительством в криолитозоне. Исследованиям по этому направлению посвящено много работ. В большинстве случаев эти исследования рассматривают расчет и прогноз распределения температурных полей в грунтах с различными литологическими параметрами. В качестве управления температурными полями в настоящее время используются специальные устройства – термостабилизаторы, установка которых основывается на эмпирических наблюдениях. Но экспериментальные исследования не являются универсальным инструментом, поскольку часто возникает необходимость исследования новых районов с иными климатическими характеристиками и физико-химическими параметрами грунта. Таким образом, задачи, связанные с теоретическим определением оптимального управления температурными полями пока остаются мало изученными.Результаты данного исследования важны для дальнейших разработок решения проблем строительства в условиях вечной мерзлоты, где вопросы устойчивости фундаментов зданий и различных сооружений стоят наиболее остро. Возможность расчета, прогноза и, что наиболее важно, управления температурными полями в грунтовых средах в данной ситуации играет определяющую роль.Настоящая работа посвящена изучению вопроса математического моделирования распределения температурных полей в грунтовых средах при наличии различных воздействующих факторов: окружающей среды, сооружений на грунтах, сезоннодействующих охлаждающих устройств. Выбрано численное решение такой задачи, и представлены результаты расчетов.1 Математическая постановка задачи  В качестве объекта исследования будем рассматривать двухфазную грунтовую среду, содержащую воду и лед, температурные поля в которой могут проходить границу в 0 оС, то есть влага в грунте будет претерпевать фазовые превращения. С этими фазовыми переходами связаны выделение и поглощение большого количества тепла, которые существенно влияют на температурное поле рассматриваемой среды и ее динамику [8, 9]. Так, при охлаждении ниже 0 оС грунтовой среды с влажностью 20 % в результате замерзания влаги, содержащейся в 1 г породы, выделяется порядка 70 Дж тепла, которого оказалось бы достаточно для нагревания этого же грамма породы почти на 40 оС.На границах расчетного объема могут быть заданы различные граничные условия: первого, второго или третьего типов. Кроме этого, будут рассматриваться грунтовые среды с внедренными в них термостабилизаторами, которые будут позиционироваться как дополнительные источники тепла [6].Базовым уравнением для разработки методов прогноза процессов замерзания и таяния в грунтах являет

Инженерное образование # 02, февраль 2012

77-30569/330390 Математическое моделирование управления нестационарным температурным полем в двухфазных средах

Эл № ФС 77 - 48211. Государственная регистрация №0421200025. ISSN 1994-0408

Наука и Образование: научно-техническое издание: 77-30569/330390 Математическое моделирование управления нестационарным температурным полем в двухфазных средах