蒸养混凝土湿热弹响应预测方法、系统、存储介质、程序技术方案

本发明专利技术属于蒸养混凝土预制构件技术领域，公开了一种蒸养混凝土湿热弹响应预测方法、系统、存储介质、程序，所述蒸养混凝土湿热弹响应预测方法包括：建立分数阶广义湿热耦合模型；求解模型，得到拉式域内温度和湿度；通过Matlab软件编写拉普拉斯逆变换程序获得时间域内的温湿度场。本发明专利技术模型考虑了热流率和分数阶次对热传导的影响，计算了热冲击下热流分数阶次对温度和湿度分布的影响规律。本模型考虑了湿分流率和分数阶次对湿扩散的影响，计算了热冲击下湿分流分数阶次对温度和湿度分布的影响规律。通过本发明专利技术建立的分数阶广义湿热耦合模型可以精确描述高温高湿蒸汽养护过程中混凝土的反常湿热行为。

【技术实现步骤摘要】
蒸养混凝土湿热弹响应预测方法、系统、存储介质、程序
本专利技术属于蒸养混凝土预制构件
，尤其涉及一种蒸养混凝土湿热弹响应预测方法、系统、存储介质、程序。
技术介绍
目前，蒸养混凝土预制构件因其成本低、生产周期短、环保等优点，被广泛用于地下轨道工程中的轨枕、道床板、隧道衬砌管片等结构。然而，国内外大量工程实践表明蒸养混凝土预制构件在服役过程中暴露出脆性大、易开裂、耐久性差等问题。这是由于快速蒸汽养护过程中混凝土受到高温高湿环境的影响，内部温度和湿度会随之发生剧烈变化，使得混凝土产生变形。在约束条件下，上述变形即会产生应力，从而导致微裂纹产生。因此，众多学者对蒸养过程中混凝土的湿热弹响应问题进行了广泛研究。他们建立了考虑内热源与内湿源的混凝土湿热耦合传导模型，模拟了周期性温湿度条件下混凝土内部的温湿度场以及早龄期混凝土温湿度场随龄期的发展规律。但上述关于混凝土湿热弹响应问题的研究主要局限于整数阶湿热耦合模型的框架之内。由于介质的复杂性，特别是非均匀性和各向异性，湿热传递过程相互耦合(Soret效应、Dufour效应)，湿扩散和热传导不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸养混凝土湿热弹响应预测方法，其特征在于，所述蒸养混凝土湿热弹响应预测方法包括：/n第一步，建立分数阶广义湿热耦合模型；/n第二步，求解模型，得到拉式域内温度和湿度；/n第三步，通过Matlab软件编写拉普拉斯逆变换程序获得时间域内的温湿度场。/n

【技术特征摘要】
1.一种蒸养混凝土湿热弹响应预测方法，其特征在于，所述蒸养混凝土湿热弹响应预测方法包括：
第一步，建立分数阶广义湿热耦合模型；
第二步，求解模型，得到拉式域内温度和湿度；
第三步，通过Matlab软件编写拉普拉斯逆变换程序获得时间域内的温湿度场。


2.如权利要求1所述的蒸养混凝土湿热弹响应预测方法，其特征在于，所述分数阶广义湿热耦合模型为：A1,A2的表达式：








3.如权利要求1所述的蒸养混凝土湿热弹响应预测方法，其特征在于，所述分数阶广义湿热耦合模型的构建方法包括：
(1)建立能量和质量守恒方程，包括公式(1.1)能量守恒方程和公式(1.2)质量守恒方程：






其中，qh为热流矢量，qm为湿分流矢量，ρm为质量密度，α为蒸汽扩散系数与总水分扩散系数之比，hLH为与相变有关的蒸发和熔化潜热，γ为吸收或解吸热，M为固体单位质量所吸收的水分量，cp为定压比热容，V为空隙的体积分数，T为温度，C为单位体积内水蒸气的浓度；
(2)考虑热流率和分数阶次对热传导的影响，建立分数阶热传导模型：



其中，τh为热迟滞参数，α1为热流项分数阶次，k为热导率；
(3)考虑湿分流率和分数阶次对湿扩散的影响，建立分数阶湿扩散模型：



其中，τm为湿迟滞参数，α2为湿分流项分数阶次，Dm为湿扩散系数；
当τh＝τm＝0且α1＝α2＝1时，方程(1.3)和(1.4)分别退化为经典傅里叶定律和菲克定律；
(4)联立方程(1.1)-(1.4)，消去qh与qm得到分数阶广义湿热耦合模型：









其中，▽2为二维拉普拉斯算子，ω为材料常数；
(5)初始条件和边界条件为：






T(R，t)＝H(t)T0,C(R，t)＝0(0.9)；
T(0,t)是有限值,C(0,t)是有限值(0.10)；
其中，方程(1.7)和(1.8)表示初始温度和湿度为零，方程(1.9)表示柱体外表面温度为T0而湿度为零，方程(1.10)表示圆心处温度和湿度均不为零；
(6)引入以下无量纲化变量：
r′＝r/R,T′＝T/T0,C′＝(C-C0)/C0,(t′,τ′h,τ′m)＝(t,τh,τm)L/R2(0.11)；
对方程(1.5)-(1.10)进行无量纲化，得到：












T′(1，t′)＝H(t),C′(1，t′...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛章纳，刘建林，赵德敏，王子栋，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37