Численное моделирование процессов тепломассопереноса и деформирования в мерзлых грунтах
![Диссертация: Численное моделирование процессов тепломассопереноса и деформирования в мерзлых грунтах](https://westud.ru/work/5046237/cover.png)
Диссертация
Получены численные решения задачи об изменении температуры мерзлой породы при приложении внешней нагрузки, которые позволяют объяснить результаты экспериментов по баротермическому эффекту и аномальное распределение температуры в реликтовом слое мерзлой толщи. Таким образом, математическая модель консолидации мерзлого грунта пригодна для описания данного явления, а разработанная методика… Читать ещё >
Содержание
- 1. Обзор математических моделей
- 1. 1. Модели льдонакопления
- 1. 2. Модель уменьшения льдистости
- 1. 3. Обобщенная модель тепломассопереноса и деформирования
- 2. Численное моделирование температурного режима реликтового слоя мерзлой толщи
- 3. Численное моделирование процессов в водонасыщенных мерзлых образцах
- 3. 1. Промерзание образца с жестким скелетом
- 3. 2. Температурный режим мерзлого образца с жестким скелетом
- 3. 3. Процессы в деформируемом образце при внешних воздействиях
Список литературы
- Баулин В.В., Белопухова Е. Б., Дубиков Г. И., Шмелев JIM. Геокриологические условия Западно-Сибирской низменности. М.: Наука, 1967. -214 с.
- Будак Б. М. Успенский А.Б. Разностный метод с выпрямлением фронтов для решения задач типа Стефана. Вычислительная математика и матем. физика, 1969, т. 9, № 6.
- Будак Б.М., Васильев Ф. П., Егоров А. Т. Об одном варианте неявной разностной схемы с ловлей фазового фронта в узел сетки для решения задач типа Стефана. Сб. Вычислительные методы и программирование. Вып. в, Изд-во МГУ, 1967. — 231 с.
- Будак Б.М., Васильев Ф. П., Успенский А. Б. Разностные методы решения некоторых краевых задач типа Стефана. Сб. Численные методы в газовой динамике. Вып. 4, Изд-во МГУ, 1965. — 139 с.
- Будак Б.М., Гольдман Н. Д., Успенский А. Б. Разностные схемы с выпрямлением фронтов для решения многофронтовых задач типа Стефана. Сб. Вычислительные методы и программирование. — М.: МГУ, 1967. — Вып. 6.-с. 206−216.
- Будак Б.М., Меламед В. Г. Численное решение задачи типа Стефана для одной квазилинейной параболической системы. Сб. Вычислительные методы и программирование. -М.: Изд-во МГУ, 1967. — Вып. 8.
- Будак Б.М., Соловьева E.H., Успенский А. Б. Разностный метод со сглаживанием коэффициентов для решения задачи Стефана. Журн. вычисл. математики и мат. физики. — 1964. — Т. 5, № 5 — с. 828−840.
- Бучко H.A., Данилова Г. Н. Расчет температур в бетонной кладке плотины. -М.: Энергия, 1974.
- Волков С.А. Численное решение двухфазной задачи Стефана. Сб. Вычислительные методы и программирование. Вып. 6, Изд-во МГУ, 1967.
- Глобус A.M. О термоградиентных механизмах миграции почвенной и грунтовой влаги и передвижение воды в промерзающем грунте. Почвоведение, 1962, № 2, 73.
- Горелик Я.Б. Физика криогенных процессов в литосфере. Дисс. на соиск. уч. степ, д.г.-м.н., Тюмень, 2001, 293 с.
- Горелик Я.Б., Колунин B.C. Бесструктурное описание процессов тепломассо-переноса и деформирования мерзлых грунтов // Криосфера Земли. 2000, 4, 4, 34−46.
- Горелик Я.Б., Колунин B.C., Пичугин О. Н. Сравнительный анализ математических моделей образования криотекстур // Итоги фундаментальных исследований криосферы Земли в Арктике и Субарктике. Новосибирск: Наука, 1997, с. 205−214.
- Горелик Я.Б., Колунин B.C., Решетников А. К. Баротермический эффект вмерзлых грунтах и температурный режим мерзлой толщи // Криосфера Земли. 1999,3, 1, с. 69−77.
- Горелик Я.Б., Колунин B.C., Решетников А. К. Бесструктурное описание процессов тепломассопереноса и деформирования мерзлых грунтов // Криосфера Земли. 2001, 5, 2, 29−42.
- Горелик Я.Б., Колунин B.C., Решетников А. К. Внутренние напряжения в промерзающем грунте и теоретические модели тепломассопереноса, деп. ВИНИТИ, 2000, 16 с.
- Горелик Я.Б., Колунин B.C., Решетников А. К. Простейшие физические модели криогенных явлений // Криосфера Земли, 1997, 1, 3, с. 19−29.
- Горелик Я.Б., Колунин B.C., Решетников А. К. Теплоперенос и деформирование мерзлых пород. // Ежегодная международная конференция по проблемам криологии Земли. Тезисы докл. Пущино, 2001, с. 173−175.
- Гречищев С.Е., Чистотинов JI.B., Шур Ю.Л. Криогенные физикогеологические процессы и их прогноз. М.: Недра, 1980. — 384 с.
- Гречищев С. Е. Чистотинов JI.B., Шур Ю.Л. Основы моделирования криогенных физико-геологических процессов. М.: Наука, 1984 — 230 с.
- Даниэлян Ю.С., Аксенов Б. Г. Тепловлагоперенос и деформация в промерзающих рыхлых грунтах. Изв. АН СССР: Энергетика и транспорт, 1990, 4-с. 177−182.
- Дубина М.М., Черняков Ю. А. Моделирование и расчёт термопластичного состояния мерзлых пород. Новосибирск: Наука, 1991. — 119 с.
- Духин И.Е. О некоторых факторах, влияющих на мощность многолетнемерз-лых горных пород // Материалы к учению о мерзлых зонах земной коры. Вып.1Х. Теплофизические вопросы строительства на мерзлых грунтах. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1963. — с. 141−149.
- Ершов Э.Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсных породах. -М.: Изд-во Московского университета, 1979. 214 с.
- Жесткова Т.Н. Формирование криогенного строения грунтов. М.: Наука, 1982.-216 с.
- Коздоба Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. М.: Наука, 1957. — 228 с.
- Колунин B.C. Моделирование текстурообразования в промерзающих грунтах. Дисс. на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н., Тюмень, 1996, 107 с.
- Комаров И. А. Обзор методов решения задач тепло-массопереноса при промерзании-оттаивании // Материалы Первой конференции геокриологов России. М.: МГУ, 1996. с. 74−90.
- Красс М.С. Математические модели и численное моделирование в гляциологии. М.: Изд-во МГУ, 1981.- 140 с.
- Лыков A.B., Михайлов Ю. А. Теория тепло- и массопереноса. М: Госэнерго-издат, 1963. 535 с.
- Мартынов Г. А. Тепло- и влагопередача в промерзающих и протаивающих грунтах // Основы геокриологии (мерзлотоведения). 4.1. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1959. — с. 153−192.
- Меламед В.Г. О численном интегрировании задачи Стефана при наличии фазовых переходов в спектре температур. Изв. АН СССР, сер. геофиз., 1963, № 2.
- Меламед В.Г. Решение задачи типа Стефана для одной квазилинейной параболической системы. Вычислительная математика и математическая физика, т. 9, 1969, № 6.
- Меламед В.Г. Сведение задачи Стефана к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Изв. АН СССР, серия геофиз., 1958, № 7.
- Меламед В.Г., Медведев A.B. Автомодельное решение задачи о промерзании тонкодисперсных пород с учетом пучения и льдообразования на поверхности грунта. Сб. Мерзлотные исследования. Вып. 13. М.: Изд-во Московского университета, 1973. с. 116−134.
- Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. 4.1. М.: Наука, 1987. 464 с.
- Общее мерзлотоведение (геокриология). М.: Изд-во Московского университета, 1978. 464 с.
- Основы геокриологии. 4.1. Физико-химические основы геокриологии. М.: Изд-во Московского университета, 1995. 366 с.
- Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях. М.: Изд-во Московского университета, 1974. 432 с.
- Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 152 с.
- Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1983. 616 с.
- Сергеев Е.М., Голодковская Г. А., Зиангиров Р. С., Осипов В. И., Трофимов В. Т. Грунтоведение. М.: Изд-во Московского университета, 1971. -596 с.
- Тихонов А.Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1972. — 735 с.
- Трофимов В.Т., Баду Ю. Б., Дубиков Г. И. Криогенное строение и льдистость многолетнемерзлых пород Западно-Сибирской плиты. М.: Изд-во Московского университета, 1980. — 246 с.
- Тютюнов И.А. Миграция воды в грунтах. // Исследования по физике и механике мерзлых грунтов. М.: Изд-во АН СССР, 1961.-е. 7−21.
- Фельдман Г. М. Прогноз температурного режима грунтов и развития криогенных процессов. Ин-т мерзлотоведения, Новосибирск, 1977, 189 с.
- Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. В 2-х т. М.: Мир, 1991.
- Хаазе Р. Термодинамика необратимых процессов. М.: Мир, 1967. — 544 с.
- Чистотинов J1.B. Миграция влаги в промерзающих неводонасыщенных грунтах. М.: Наука, 1973.- 144 с.
- Шамсундар, Спэрроу. Применение метода энтальпии к анализу многомерной задачи теплопроводности при наличии фазового перехода. Теплопередача, 1975, № 3.-с. 14−23.
- Biermans M.B.G.M., Dijkema К.М., de Vries D.A. Water movement in porous media towards an ice front // J. Hydrology. 1978, 37, 137−148.
- Cham-Jung Kim, Massoud Kaviany. A numerical method for phase-change problems with convection and diffusion. Int. J. Heat Mass Transfer. Vol. 35. No. 2, pp. 457−467, 1992.
- Gorelik J.B., Kolunin V.S., Reshetnikov A.K. Applied aspects of the rigid-ice model // Proc. Int. Symp. on Ground Freezing and Frost Action in Soils, Lulea, Sweden, 15−17 April 1997. Balkema, Rotterdam, 1997, 93−99.
- Gorelik J.B., Kolunin V.S., Reshetnikov A.K. Barothermic effect and temperature regime of frozen soil // Advances in cold-region thermal engineering and sciences. Proc. 6th Int. Symp., Darmstadt, Germany, 22−25 August 1999. Springer, 1999, 465−474.
- O’Neill K., Miller R.D. Exploration of a rigid ice model of frost heave // Water Resour. Res. 1985, 21, 3, 281−296.
- Ohrai T., Yamamoto H. Growth and Migration of Ice Lenses in Partially Frozen Soil // Ground Freezing. Proc. 4th Int. Symp. at Sapporo, Japan, August 5−7 1985. V.l. Balkema, Rotterdam, Boston, 1985, 79−84.
- Perfect E., Williams P.J. Thermally induced water migration in frozen soil // Cold Reg. Sci. Technol. 1980, 3, 101−109.