МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД

• Main Authors: ВАСИЛЬЕВ В.И., ВАСИЛЬЕВА М.В., СИРДИТОВ И.К., СТЕПАНОВ С.П., ЦЕЕВА А.Н.
• Format: Text
• Language: unknown
• Published: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана» 2017
• Subjects: ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ,ЗАДАЧА СТЕФАНА,МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ,МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫЙ ГРУНТ,ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ,СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ,ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ,NUMERICAL SIMULATION,STEFAN PROBLEM,FINITE-ELEMENT METHOD,PERMAFROST,HIGH-PERFOMANCE COMPUTING SYSTEMS,PILE FOUNDATIONS,SOFTWARE; permafrost
• Online Access: http://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskoe-modelirovanie-temperaturnogo-rezhima-gruntov-osnovaniy-fundamentov-v-usloviyah-mnogoletnemerzlyh-porod; http://cyberleninka.ru/article_covers/17008818.png

Рассмотрена математическая модель, описывающая процесс теплопереноса с фазовыми переходами. Сформулирована математическая постановка задачи с соответствующими граничными условиями, построена ее численная реализация на основе метода конечных элементов, позволяющая учитывать усложнение геометрии устройств свайных фундаментов. Выполнено численное сравнение двумерных и трехмерных моделей для расчета теплопереноса в грунтах с учетом установки свай и наличия сезонных колебаний температуры окружающей среды. Приведены результаты численного моделирования температурного режима грунтов, содержащего несколько свай, установленных в грунт со слоистым строением. Рассмотрены элементы разработанного прикладного обеспечения для прогнозирования температурного режима грунтов в условиях криолитозоны In the article we consider a mathematical model describing the heat transfer processes in the frozen and thawed soils. We provide a mathematical formulation of the problem with the appropriate initial and boundary conditions. Numerical implementation is based on the finite-element method, which allows us to take into account the complication caused by difficulties with geometry, since piles are small comparing with whole domain. In this paper we include the comparison of two-dimensional and three-dimensional models of heat transfer calculation in a soil, taking into account the installation of piles and the seasonal fluctuations of ambient temperature. We present the results of numerical simulation of soil temperature on the example of engineering solutions containing several piles installed in the soil with a layered structure. We discuss the elements of the developed applied software for the predicting the temperature regime of soils on permafrost. Numerical simulations of the problem in three-dimensional case on the computational cluster of NEFU “Arian Kuzmin” are provided