混凝土多功能软件开发及温湿度场数值计算

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在计算机飞速发展的时代,将计算机技术运用到混凝土行业中已经成了现代化发展的趋势。传统混凝土主要以试验结果分析为主,以及建立模型或计算公式,现在的计算机技术让公式的计算以及试验的过程用电脑模拟完成,大大简化了计算量和试验量,并且可以指导新的工程实践,同时还避免了人为测量计算的失误。混凝土内部温湿度的分布不均会产生试件内部的应力,在有约束时造成试件的开裂。因此,研究混凝土内部温湿度场也有着重要的意义,尤其对于大体积混凝土,作用更为明显。   本研究采用C++语言及其编程系统,集成开发具有混凝土外观图像处理及测评、混凝土高温后损伤的综合评判、混凝土高温下温度场和压力场差分计算、混凝土级配设计、混凝土湿热耦合变形数值模拟及应用和混凝土二维温湿度场数值计算等功能的应用软件,并使其具有功能扩展能力。其中在混凝土二维温湿度场数值计算方面提出了新的计算方法,并与试验结果进行对比,证实其准确性。该软件受到软件著作权保护。对于已经完成界面的程序,采用了函数的调用方式,保存了程序的完整性,并且实现较容易:对于VC++与MATLAB混合编程的部分,采用了MATLAB引擎(Engine),运用了一系列接口函数实现,使在VC的应用程序中实现对MATLAB的控制,MATLAB引擎函数库在后台工作;对于各个独立程序段,建立了可视化界面,遍于操作;开发了软件的启动画面和总界面框架;开发了软件五大模块的操作界面并进行实例演示。   同时在温湿度场研究中,对较大体积混凝土试件的温度湿度随时间变化进行测量并对试验结果进行详细的分析。混凝土在二维传输条件下表现出了内部温湿度变化的特性,其中内部温度对湿度变化有一定的影响,而湿度在前期温度变化大的时间内,一直保持着饱和状态,因而影响很小。接着在计算方法中采用软件中混合编程的MATLAB数值计算的方法,对试验算例进行模拟计算,阐述热、湿传输模型的建立方法,以及水化放热模型和用水模型的建立方法,并且对各项参数的确定进行讨论,尤其对湿扩散系数的确定做了较多研究,最终将计算结果与试验结果进行比较,验证了计算程序的有效性。
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