基于细观尺度的保温混凝土传热机理分析
发布时间：2022-11-06 17:37
近年来,我国建筑业快速发展,由此带来一系列资源、能耗及环境问题。为响应我国建筑节能及建筑业可持续发展的号召,各类绿色建材的研发及推广成为一大热点,特别是具有保温功能的承重型混凝土的研发受到广大科研工作者的青睐。而对于这类混凝土来说,保温隔热能力仍需得到进一步的提升才能真正被市场认可和大面积推广。因此,在满足其强度要求的前提下,找到有效的途径提高其保温性能是该类混凝土亟待研究的关键问题之一。玻化微珠保温混凝土是一种多相非均质材料,因保温骨料的加入,其传热方式更为复杂,单从宏观指标较难提炼出该混凝土传热机理,而混凝土细观尺度的研究作为宏观工作性能及材料微观表征连接的桥梁,能够从多相非均质材料的组成结构与内部温度场角度分析其导热机理,对宏观试验及微观表征结论提供有效的补充。混凝土的有效导热系数是反映其保温隔热能力的重要指标,本文基于细观尺度,提出一种改进的细观随机骨料模型,并采用该模型对玻化微珠保温混凝土有效导热系数各项影响因素进行研究,揭示玻化微珠保温混凝土传热机理,主要研究内容及结论如下:（1）采用图像分析法,对玻化微珠保温混凝土进行细观结构分析,结合混凝土模拟计算现状,将其等效为粗骨料...
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 工程背景
1.2 保温混凝土发展历程及研究现状
1.3 基于细观方法的混凝土各相性能研究
1.3.1 混凝土多尺度分析手段
1.3.2 混凝土细观力学分析方法
1.3.3 基于细观尺度混凝土热传导性能研究进展
1.4 课题的提出及意义
1.5 技术路线及研究内容
1.5.1 技术路线
1.5.2 研究内容
第二章 玻化微珠保温混凝土细观模型的建立
2.1 引言
2.2 二细观模型参数及算法
2.2.1 二维模型参数
2.2.2 二维模型算法
2.3 不同形状骨料生成与投放
2.3.1 圆形骨料生成
2.3.2 椭圆骨料生成
2.3.3 多边形骨料生成
2.4 不同形状骨料干涉判断
2.4.1 圆形骨料干涉判断
2.4.2 椭圆形骨料干涉判断
2.4.3 多边形骨料干涉判断
2.5 二维细观模型的建立
2.6 本章小结
第三章 基于细观模型的玻化微珠保温混凝土稳态导热模拟分析
3.1 引言
3.2 温度场理论及有限元技术
3.2.1 玻化微珠保温混凝土内部温度场理论基础
3.2.2 稳态导热有限元技术
3.2.3 有限元模型生成-改进背景网格法
3.3 稳态导热数值模拟
3.3.1 各相材料导热系数
3.3.2 加载方式及导热系数计算方式
3.3.3 算例及有效性分析
3.4 本章小结
第四章 不同因素对玻化微珠保温混凝土导热系数的影响研究
4.1 引言
4.2 粗骨料对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.2.1 粗骨料形状对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.2.2 粗骨料体积分数对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.2.3 粗骨料级配对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.3 玻化微珠对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.3.1 玻化微珠体积分数对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.3.2 玻化微珠级配对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.4 玻化微珠保温混凝土导热机理分析
4.4.1 不同玻化微珠体积分数的玻化微珠保温混凝土传热分析
4.4.2 不同玻化微珠级配的玻化微珠保温混凝土传热分析
4.5 本章小结
第五章 基于细观模型玻化微珠保温混凝土传热计算模型
5.1 引言
5.1.1 串并联模型
5.1.2 Maxwell模型及其推广模型
5.1.3 热流路径划分模型
5.1.4 经验公式模型
5.2 导热系数计算模型简化
5.2.1 第一阶传热模型建立(玻化微珠保温砂浆有效导热系数计算)
5.2.2 第二阶传热模型建立(玻化微珠保温混凝土有效导热系数计算)
5.3 计算模型可靠度分析
5.4 本章小结
第六章 结论及展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研工作
【参考文献】：
期刊论文
[1]骨料粒径对混凝土劈拉性能及尺寸效应影响的细观数值研究[J]. 杜敏,金浏,李冬,杜修力. 工程力学. 2017(09)
[2]基于随机骨料模型的EPS混凝土细观力学特性分析[J]. 胡俊,王杰,李兆瑞,吴德义. 应用力学学报. 2017(04)
[3]基于体视学原理的再生保温混凝土保温骨料图像分析方法[J]. 王文婧,姜鲁,陈阳,刘元珍. 混凝土. 2017(06)
[4]模型尺寸和骨料级配对混凝土细观非均质影响[J]. 杜敏,金浏,李冬,卫爱霞. 应用基础与工程科学学报. 2017(02)
[5]粗骨料随机分布对混凝土导热性能的影响[J]. 张伟平,王浩,顾祥林. 建筑材料学报. 2017(02)
[6]再生骨料级配对再生保温混凝土抗压强度的影响[J]. 姜鲁,刘元珍,王文婧,胡凤丽. 广西大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]全级配混凝土二维细观模型的自动生成[J]. 武亮,王菁,糜凯华. 建筑材料学报. 2015(04)
[8]掺加玻化微珠颗粒对混凝土力学性能和导热系数的影响[J]. 赵林,李珠,王文婧. 施工技术. 2015(15)
[9]玻化微珠级配对玻化微珠保温混凝土性能的影响[J]. 柴丽娟,李珠,霍英涛,季海峰. 中国科技论文. 2015(13)
[10]玻化微珠复合混凝土等效导热系数研究[J]. 张冰,程忠庆,唐军务. 混凝土与水泥制品. 2015(03)
博士论文
[1]钢纤维混凝土纤维分布与力学性能关系试验研究及数值仿真[D]. 张胜利.太原理工大学 2018
[2]基于损伤断裂理论的混凝土破坏行为研究[D]. 李朝红.西南交通大学 2012
[3]玻化微珠保温混凝土及其结构的基本性能试验与理论分析研究[D]. 张泽平.太原理工大学 2009
硕士论文
[1]再生保温混凝土传热性能影响因素研究[D]. 郭耀东.太原理工大学 2018
[2]基于遗传算法优化神经网络的再生保温混凝土强度预测[D]. 赵敏.太原理工大学 2018
[3]纤维混凝土中纤维与水泥砂浆间界面细观力学性能试验研究[D]. 蒋津.合肥工业大学 2018
[4]高导热性混凝土细观数值模拟与工程应用[D]. 赵育.长安大学 2017
[5]玻化微珠保温混凝土空心剪力墙热工性能研究[D]. 常晋.太原理工大学 2016
[6]基于物理引擎建模方法的沥青混凝土等效导热系数研究[D]. 胡伟超.哈尔滨工业大学 2012
[7]基于ANSYS的多孔材料微结构设计与分析[D]. 贾学军.大连理工大学 2006
[8]三级配（全级配）混凝土骨料形状数值模拟及其应用[D]. 孙立国.河海大学 2005
[9]混凝土细观力学分析与实验模拟[D]. 邱志章.郑州大学 2004
本文编号：3703930
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 工程背景
1.2 保温混凝土发展历程及研究现状
1.3 基于细观方法的混凝土各相性能研究
1.3.1 混凝土多尺度分析手段
1.3.2 混凝土细观力学分析方法
1.3.3 基于细观尺度混凝土热传导性能研究进展
1.4 课题的提出及意义
1.5 技术路线及研究内容
1.5.1 技术路线
1.5.2 研究内容
第二章 玻化微珠保温混凝土细观模型的建立
2.1 引言
2.2 二细观模型参数及算法
2.2.1 二维模型参数
2.2.2 二维模型算法
2.3 不同形状骨料生成与投放
2.3.1 圆形骨料生成
2.3.2 椭圆骨料生成
2.3.3 多边形骨料生成
2.4 不同形状骨料干涉判断
2.4.1 圆形骨料干涉判断
2.4.2 椭圆形骨料干涉判断
2.4.3 多边形骨料干涉判断
2.5 二维细观模型的建立
2.6 本章小结
第三章 基于细观模型的玻化微珠保温混凝土稳态导热模拟分析
3.1 引言
3.2 温度场理论及有限元技术
3.2.1 玻化微珠保温混凝土内部温度场理论基础
3.2.2 稳态导热有限元技术
3.2.3 有限元模型生成-改进背景网格法
3.3 稳态导热数值模拟
3.3.1 各相材料导热系数
3.3.2 加载方式及导热系数计算方式
3.3.3 算例及有效性分析
3.4 本章小结
第四章 不同因素对玻化微珠保温混凝土导热系数的影响研究
4.1 引言
4.2 粗骨料对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.2.1 粗骨料形状对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.2.2 粗骨料体积分数对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.2.3 粗骨料级配对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.3 玻化微珠对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.3.1 玻化微珠体积分数对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.3.2 玻化微珠级配对玻化微珠保温混凝土导热系数影响
4.4 玻化微珠保温混凝土导热机理分析
4.4.1 不同玻化微珠体积分数的玻化微珠保温混凝土传热分析
4.4.2 不同玻化微珠级配的玻化微珠保温混凝土传热分析
4.5 本章小结
第五章 基于细观模型玻化微珠保温混凝土传热计算模型
5.1 引言
5.1.1 串并联模型
5.1.2 Maxwell模型及其推广模型
5.1.3 热流路径划分模型
5.1.4 经验公式模型
5.2 导热系数计算模型简化
5.2.1 第一阶传热模型建立(玻化微珠保温砂浆有效导热系数计算)
5.2.2 第二阶传热模型建立(玻化微珠保温混凝土有效导热系数计算)
5.3 计算模型可靠度分析
5.4 本章小结
第六章 结论及展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研工作
【参考文献】：
期刊论文
[1]骨料粒径对混凝土劈拉性能及尺寸效应影响的细观数值研究[J]. 杜敏,金浏,李冬,杜修力. 工程力学. 2017(09)
[2]基于随机骨料模型的EPS混凝土细观力学特性分析[J]. 胡俊,王杰,李兆瑞,吴德义. 应用力学学报. 2017(04)
[3]基于体视学原理的再生保温混凝土保温骨料图像分析方法[J]. 王文婧,姜鲁,陈阳,刘元珍. 混凝土. 2017(06)
[4]模型尺寸和骨料级配对混凝土细观非均质影响[J]. 杜敏,金浏,李冬,卫爱霞. 应用基础与工程科学学报. 2017(02)
[5]粗骨料随机分布对混凝土导热性能的影响[J]. 张伟平,王浩,顾祥林. 建筑材料学报. 2017(02)
[6]再生骨料级配对再生保温混凝土抗压强度的影响[J]. 姜鲁,刘元珍,王文婧,胡凤丽. 广西大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]全级配混凝土二维细观模型的自动生成[J]. 武亮,王菁,糜凯华. 建筑材料学报. 2015(04)
[8]掺加玻化微珠颗粒对混凝土力学性能和导热系数的影响[J]. 赵林,李珠,王文婧. 施工技术. 2015(15)
[9]玻化微珠级配对玻化微珠保温混凝土性能的影响[J]. 柴丽娟,李珠,霍英涛,季海峰. 中国科技论文. 2015(13)
[10]玻化微珠复合混凝土等效导热系数研究[J]. 张冰,程忠庆,唐军务. 混凝土与水泥制品. 2015(03)
博士论文
[1]钢纤维混凝土纤维分布与力学性能关系试验研究及数值仿真[D]. 张胜利.太原理工大学 2018
[2]基于损伤断裂理论的混凝土破坏行为研究[D]. 李朝红.西南交通大学 2012
[3]玻化微珠保温混凝土及其结构的基本性能试验与理论分析研究[D]. 张泽平.太原理工大学 2009
硕士论文
[1]再生保温混凝土传热性能影响因素研究[D]. 郭耀东.太原理工大学 2018
[2]基于遗传算法优化神经网络的再生保温混凝土强度预测[D]. 赵敏.太原理工大学 2018
[3]纤维混凝土中纤维与水泥砂浆间界面细观力学性能试验研究[D]. 蒋津.合肥工业大学 2018
[4]高导热性混凝土细观数值模拟与工程应用[D]. 赵育.长安大学 2017
[5]玻化微珠保温混凝土空心剪力墙热工性能研究[D]. 常晋.太原理工大学 2016
[6]基于物理引擎建模方法的沥青混凝土等效导热系数研究[D]. 胡伟超.哈尔滨工业大学 2012
[7]基于ANSYS的多孔材料微结构设计与分析[D]. 贾学军.大连理工大学 2006
[8]三级配（全级配）混凝土骨料形状数值模拟及其应用[D]. 孙立国.河海大学 2005
[9]混凝土细观力学分析与实验模拟[D]. 邱志章.郑州大学 2004
本文编号：3703930
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3703930.html
