混凝土箱梁日照温度场、温度应力ANSYS分析结果

peregrine

不知你说的参考论文是哪一篇，可否明示？

很不好意思，我没有实测值，贴图上的两列数据都是计算值，其中一列是半波正弦的模拟结果。你给的公式q=As(Eb*sinh+Ed)是对的，所以，就没必要再给你发计算结果了。我倒是希望你能给我提供一点实测数据呢。

一般的历史气象资料，可到中国气象科学数据中心(http://cdc.cma.gov.cn)下载，但要申请会员资格，而且没有瞬时值数据。

模型时理想化的，与实测值不吻合是正常的。我觉得，为便于比较，不论是实测曲线和理论曲线都应该画全，即从日出起到日落时止，日出、日落时的太阳辐射量都应为零。

如果合适的话，不知能否把你的实测值、计算值发到我的邮箱，再一起研究一下？并请说明实测值的观测日期、地点。我的邮箱是：peregrine118@163.com

不倒臂膀

楼主所言极是：
一般的历史气象资料，可到中国气象科学数据中心(http://cdc.cma.gov.cn)下载，但要申请会员资格，而且没有瞬时值数据。在这些数据库中根本就查不到，很郁闷呵呵！幸好有志同道合的楼主一起交流！
对楼主关于日出日落太阳辐射量都应为零，我也同意，但日出日落不好确定，我认为当太阳时角超出[-90,90]外，就可以认为辐射量为零了，而且这一般就在早6点晚18点，不知楼主有什么好的主意

peregrine

哈！看了一下你传过来的数据，你计算时纬度取值不对，你取的为41.5度，实际应为28.3度(湖南长沙)，此外你算的赤纬角为11度多，以我计算似乎应为23度。

至于太阳辐射强度，文献上先拟合成曲线再求导，方法上没错，精度取决于拟合程度。个人认为不必这么费事，直接求出来就可以。比方说，根据实测资料，12:00～13:00的直射通量为312×0.01MJ/m2，那么这1个小时间隔内的平均辐射强度为312×0.01×1000000/3600=867W/m2，可以近似认为这就是该段时间的中点12:30的直射强度，也就是地方时12:00的辐射强度。这个是从实测值中算出的最大值，按公式计算最大值也是地方时12:00，在这一点上两者倒是吻合的。其他时点的直射和散射强度都可以按这种方法计算出来。

在本例中，空气混浊度取4.0左右的计算结果与实测值可能比较接近，也比较符合实际。你取的空气混浊度为2.5，这种很洁净的大气条件在夏天是比较少的，特别是在空气湿度较大的南方地区。

日落日出时间可按太阳高度角为0计算，按公式算出太阳高度角为0的时角，即可以转换得到日落日出时间(地方时)。在夏季，日落日出可超出时角[-90，90]不少，特别是在北方地区。

[ 本帖最后由 peregrine 于 2007-7-27 20:23 编辑 ]

不倒臂膀

楼主火眼金睛！佩服！
我的计算参数取的有误和概念模糊导致错误的计算结果，根据楼主的建议：对论文中的例子，
1：太阳直射12点以后模拟的较好，而12点之前有效误差，计算结果值相对12点对称，这与实际多少有出入，应该可以忽略不计吧
2：太阳散射计算结果误差较大，太阳直射强度大时，散射强度也应该大，而计算结果则不同，楼主作何解释？
3：外界温度曲线必须有当天的日气温最值，若没有，是否应找到往年该日的日气温变化作参考
楼主在箱梁温度场方面很厉害，多次给我解惑，对楼主帮助表示感谢！

peregrine

1. 出入不大就可以接受。毕竟这种太阳辐射模型只适用于无云晴朗天气，幸好我们计算混凝土桥的日照温度分布所关心的不利情况就是这种无云晴天，要不更难模拟。
2. “太阳直射强度大时，散射强度也应该大”。 这种说法是不对的。太阳辐射到达地球大气层外界的强度基本是不变的(即所谓太阳常数), 穿过大气时，被大气散射、吸收、反射以后，剩下的一部分直接到达地面，就是直射；被散射的部分中又有一部分从天穹落回地面，即所谓天空散射。显然，大气透明度越高，直射越大，散射就越小了。从你参考论文的实数据来看，也反映了这种现象，例如12:00～13:00的直射通量最大，而散射通量为39，比前后时段都要小。
散射模拟很困难，现有的散射模型有时确实会存在较大的误差，但考虑到散射在整个太阳辐射中占的份额较小，特别是在无云晴天；所以对温度场分析影响不大，当然，如果能找到一个更准确的模型，就更好了。
3. 可以参考历史气象资料，多看几年的。不过，我觉如果要计算具体地点具体桥的话，还是找当地气象台站的实测数据更有说服力一些，应该不会有太大困难吧。

不倒臂膀

对楼主关于问题2的解释，我不敢苟同：
散射辐射强度和太阳高度角及大气透明程度有关，在晴朗的日子里，随着太阳高度角增大，到达观测地点上空的太阳直接辐射增强，散射辐射也相应增强。相反，太阳高度角减小时，直接辐射减弱，从而散射也减弱。这是因为天空散射辐射主要就是大气对空中太阳直接辐射进行散射及反射而产生的。
以参考论文的实数据来看12:00～13:00的直射通量最大，而散射通量为39，比前后时段都要小。但散射强度是从6：00逐渐增大，到达15：00有最大值，随后又减小，并不符合直射越大，散射就越小，请楼主解释一下。

peregrine

1. 散射的变化是复杂的，不能简单化。"显然，大气透明度越高，直射越大，散射就越小了",我这样说是有条件的，指的大气透明度这一因素的影响，指的是大气透明度高了散射所占的份额相对就小了，但是如果计算绝对的散射量，还要考虑其他因素，如太阳高度角较小时，太阳在大气层中走过的路程增加了，这是增加散射的一个因素。因此，你前面贴子中"太阳直射强度大时，散射强度也应该大"，并不是普遍规律，也就是说当透明度很高(即混浊度很低)时,就有可能出现中午12:00的散射不是最高的情况，当透明度不是很高时，则有可能出现中午12:00的散射是最高的情况.
2.  “但散射强度是从6：00逐渐增大，到达15：00有最大值，随后又减小”，我从实测数据看到的不是这种规律。你是从参考论文中拟合的曲线得到的这个结论吧？但是这个曲线准确吗？你拿这个曲线积分一下，与参考论文中提供的不同时点的累积散射通量对比一下，就会发现论文中的这个散射曲线并不准确 。我在前面已经提出过计算散射通量的直接而简单的方法，按这种方法算出的结果是，在地方时上午10:00左右出现一个极值，在中午略有降低，在下午14:00又出现一个极值。拟合曲线并没有反映这两个极值点。

不倒臂膀

谢谢楼主！
看起来我不能断章取义，要好好分析一下各方面的来龙去脉，对于箱梁温度场，在楼主的指导下，我有一个大概的了解，近期将建一个模型，加入边界条件，算算试试，有问题还要与 楼主交流呵呵！
另外，我的另一方面是关于空心墩的温度场分析，不知楼主对这方面有何高见，再向楼主学习！

chillyer

很精彩的一个帖子。
有个问题请教楼上各位，我现在只需要按照规范计算温度效应，这样是不是只需要在相应位置施加温度约束即可？

evey1317

楼上各位的讨论让我受益匪浅，但是我刚刚开始学习箱梁日照温度场的学习，还有以下几个问题，还望peregrine 和不倒臂膀给予指导解惑，非常感谢。
1。在前面提到了将太阳辐射、对流、热辐射统一转换为热流密度，该如何转换呢？还望举个简单的例子指导一下，谢谢
2。箱梁翼缘会导致腹板阴影不受太阳照射，而且阴影是随时间变化的，该如何模拟腹板阴影对太阳照射的影响呢？
迫切期待您的解答。

whtwanghong

你好,看到你的关于温度场的贴子受益匪浅,但由于我

理解水平有限,还是不能理解到其根本.

我目前正在做一桥梁温度场分析,但是对于边界条件

的总也加不对,如您所说,将太阳辐射、对流、热辐射

统一转换为热流密度，以TABLE表示，再施加到边界

上。

但是顶板所边界条件应该是大气作用（对流换热+大

气逆辐射）+太阳辐射作用，即：q=B(Ta-Ts)+as*It
其中，B为复合换热系数，Ta为空气温度，Ts即为表

面温度，as为太阳辐射吸收系数，It为太阳总辐射强

度。

对于此种情况，如何定义一个随表面温度和时间变化

的热流密度表啊，还请多多指教。

gejy

感谢楼主。我最近受人之托也进行了日照和骤然降温温度场的计算，同时用热结构耦合计算出了任意温度场下的温度应力。并在ANSYS上进行二次开发，编写了计算任意混凝土或钢箱梁、实心、空心墩日照温度应力的程序。感兴趣的朋友可以讨论一下，我遇到的问题就是没有实测数据证明自己编写的命令计算结果对不对。
因为用三维实体单元计算大跨桥梁温度应力规模太大，特别是由于梁截面的变化导致温度应力沿梁长变化的情况，所以我选用了18X系列的梁单元。

liu1012

很精彩的帖子
楼上各位能不能帮帮我
本人做的是T型梁的温度应力分析，只考虑太阳辐射和空气对流两个因素，各位大侠能不能帮帮，主要是楼主说的那个表格，我是不会那块，主要是命令流看的不太懂，各位有没有操作步骤或命令流发给小弟
l419716704@163.com       qq：419716704
先谢谢了

liu1012

楼主按照你说的将边界条件全部转化为热流密度    那么就是时间与温度的函数    请问用函数编辑区器怎样实现这样的二元函数      l419716704@163.com       qq：419716704

xjj20082008

都是高人啊，学习学习

zh123168

要是楼上两位牛人能把命令流共享一下，那该多好啊。

lj19901210

楼主，您好，我现在也在做无砟轨道的温度场，弄了很久，但是结果还是不正确，希望能得到你的帮助，qq506786294，真心希望楼主能提供一些指导。

老大猫哥

大神好，有命令流可以分享学习吗？742151058@qq.com

conman

有没有完整的命令流

huanghaichao

您好，我想问一下，用table数组怎么施加边界条件啊。我定义好了关于time和temp的数组以后，我施加热流密度边界条件的时候，我还是不知道具体的Ts的值啊，那我怎么写命令流呢