在混凝土坝中预埋冷却水管,利用冷却水管中循环冷水的流动来降低混凝土内部水泥的水化热温升,是混凝土坝温度控制的最有效措施之一,在国内外混凝土坝的施工中,广泛采用了水管冷却以控制坝体温度,但水管冷却与浇筑层面散热联合作用、冷却水管中水温的沿程变化规律及冷却水管冷却效果的准确计算等问题还未认识清楚,有许多计算是在理想条件下进行的,与实际还有出入。 本论文根据热传导理论、有限元理论及冷却水管的冷却特性,深入研究了影响冷却水管冷却效果的主要因素,对影响冷却水管冷却效果的主要因素—混凝土表面散热进行了系统研究,提出了考虑混凝土表面散热对冷却水管冷却效果影响的等效热传导方程:对混凝土坝中冷却水管水温的沿程变化采用冷却水流动和传热耦合的模型进行了系统研究,提出考虑混凝土表面散热和蛇形水管中冷却水沿程温升对冷却水管冷却效果影响的等效热传导方程,建立了相应的计算模型:考虑含有冷却水管的大体积混凝土结构特性,根据冷却水管的布置方式和冷却水管内冷却水的特性,对冷却水管的冷却效果进行了深入细致的研究,对冷却水管子结构进行了系统研究,建立了计算冷却水管冷却效果的冷却水管子结构的三维仿真计算模型,并编制了相应的计算程序;在仿真计算的基础上,深化冷却水管子结构技术研究,提出新的具有高精度的含有冷却水管的混凝土坝温度场的计算模型,建立了温度场仿真分析中三维有限元浮动网格法和冷却水管子结构法的耦合计算模型,确保了混凝土坝温度场和应力场仿真