多孔介质热-电-力-扩散耦合理论及应用

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文多孔介质热-电-力-扩散耦合理论及应用硕士研究生：江润东指导教师：刘宗民副教授学科、专业：土木工程论文主审人：王振清教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文多孔介质热-电-力-扩散耦合理论及应用硕士研究生：江润东指导教师：刘宗民副教授学位级别：工学硕士学科、专业：土木工程所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2018年1月15日论文答辩日期：2018年3月11日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:A

2、DissertationfortheDegreeofM.EngTheoryandapplicationofthermo-electro-mechanical-diffusioncouplinginporousmediaCandidate:JiangRundongSupervisor:AssiocateProfessorLiuZongminAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:CivilEngineeringDateofSubmission:Jan.

3、15,2018DateofOralExamination:Mar.11,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字

4、）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12

5、个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日多孔介质热-电-力-扩散耦合理论及应用摘要多孔介质之所以叫做多孔介质，是因为其内部存在分布不规则的孔隙，且孔隙中存在液体或气体，他们在多孔介质连通的孔隙中会流动，这是多孔介质的特性。多孔介质在现实生活中无处不在，如土壤、生物组织和混凝土等。由于多孔介质微观结构的复杂性，导致其具有多场耦合特性，如扩散-力耦合、扩散-热耦合现象。为了揭示多孔介质的多场耦合作用机理，本文研究了多孔介质热-电-力-扩散多场耦合效应，主

6、要研究工作如下：（1）明确了热-电-力-扩散多场耦合动力学的基本方程、边界条件及其双本构关系，应用功能转换原理和能量守恒定律，建立了热-电-力-扩散耦合动力学Hamilton原理和广义Hamilton原理，并通过推导其驻值条件，验证了变分模型的正确性，最后给出多孔介质的热-电-力-扩散耦合动力学的有限元列式。（2）根据热-电-力-扩散耦合动力学的有限元列式，简化出扩散-力、扩散-热和扩散-力-热有限元列式，以混凝土材料为对象进行数值模拟，通过与试验结果对比，验证了模型的合理有效性。本文所建立的模型和有限元计算方法同样

7、适用于其他多孔介质的多场耦合分析。关键词：多孔介质；热-电-力-扩散；多场耦合；有限元哈尔滨工程大学硕士学位论文多孔介质热-电-力-扩散耦合理论及应用AbstractPorousmediaarecalledporousmedia.Itexistswidelyinnatureandhumanlife.Becauseoftheexistenceofirregularporesandtheexistenceofliquidorgasinpores,theywillflowinporousmedia,whichisthepr

8、opertyofporousmedia.Porousmediaareubiquitousinreallife,suchassoil,biologicaltissue,andconcrete.Becauseofthecomplexityofthemicrostructureofporousmedia,porousmediahasamultifie