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地铁围岩传热特性与计算方法研究的开题报告

一、选题背景与意义

地铁是我们城市中不可或缺的公共交通工具。地铁的建设不仅能够

解决城市交通拥堵的问题，而且能够提高城市居民的出行效率，并且在

环境保护等方面也具有积极的影响。但是，随着地铁线路越来越深入地

下，其建设及运行所涉及的围岩的温度问题也日益凸显。

地铁隧道呈现封闭状态，且处于地下，围岩与地下水的热传递状况

直接影响了隧道内环境的温度、湿度、空气质量等因素。研究围岩的传

热特性和计算方法，能够为地铁隧道的合理设计、运行管理以及环境保

护提供基础数据和科学方法。

二、研究内容与目标

本研究拟研究地铁围岩的传热特性，挖掘其内在规律。具体研究内

容包括：

1.分析地铁围岩传热机理，提出能够准确描述地铁围岩传热特性的

理论模型。

2.通过实验研究，获取地铁围岩传热数据，并验证理论模型的准确

性。

3.借助计算机数值模拟方法，分析地铁围岩传热过程中的影响因素，

并建立传热计算模型。

本研究的目标是：建立地铁围岩传热特性的理论模型和计算方法，

并通过实验和数值模拟的方式验证该模型的准确性，为地铁的设计与管

理提供科学依据。

三、研究方法

本研究采用实验研究和数值模拟的方法，以验证理论模型的准确性。

1.实验研究：通过自主设计实验装置，对地铁围岩传热进行实验研

究，获得传热数据，并建立传热数据基础。

2.数值模拟：借助计算机数值模拟方法，建立地铁围岩传热计算模

型，探究影响地铁围岩传热的各种因素与变化趋势。

四、研究计划

本研究预计为期两年，分为以下三个阶段：

第一阶段：文献综述和理论模型的建立（6个月）

本阶段主要工作是对与地铁围岩传热相关的文献进行综合分析、归

纳和总结，并建立可以准确描述地铁围岩传热特性的理论模型。

第二阶段：实验研究和数据验证（12个月）

本阶段主要工作是设计实验装置，开展地铁围岩传热实验研究，并

获得传热数据。利用实验数据验证理论模型的准确性，并对模型进行修

正。

第三阶段：数值模拟和计算模型的建立（6个月）

本阶段主要工作是借助计算机数值模拟方法，分析影响地铁围岩传

热的因素，并建立地铁围岩传热计算模型。

五、预期成果

本研究预期的成果如下：

1.关于地铁围岩传热机理的理论模型。

2.针对地铁围岩传热的实验研究数据。

3.基于实验数据及数值模拟结果，建立地铁围岩传热计算模型。

4.相关研究成果的论文发表。