CN114444344A - 一种温度场计算方法、装置、电子设备及其存储介质 - Google Patents

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CN114444344A CN202111595006.4A CN202111595006A CN114444344A CN 114444344 A CN114444344 A CN 114444344A CN 202111595006 A CN202111595006 A CN 202111595006A CN 114444344 A CN114444344 A CN 114444344A
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陈文夫
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刘春风
裴磊
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罗贯军
宋良丰
覃宇辉
刘毅
杨萍
李金桃
刘杨
张俊洁
侯文倩
李玥
粘智光
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Abstract

本申请涉及大坝安全控制技术领域，具体涉及一种温度场计算方法、装置、电子设备及其存储介质。该温度场计算方法通过获取预测部位的一侧温度边界；并根据热传导方程建立所述预测部位的热传导数学模型；获取至少一个位于所述预测部位的特征点的实测温度；根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数；根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述预测部位的温度场分布情况。该温度场计算方法通过获取温度场边界条件并通过参数反演求取预测部位导温系数，可以更加准确的确定大坝的温度场分布情况，并根据该温度场分布更准确的分析大坝中所存在的问题。

Description

一种温度场计算方法、装置、电子设备及其存储介质
技术领域
本申请涉及大坝安全控制技术领域，具体涉及一种温度场计算方法、装置、电子设备及其存储介质。
背景技术
为了保证所建设大坝的安全，其中，高拱坝的底部高程往往低于原河床底部高程，因而在处理地基时，需要将坝址区原河床向下开挖几十米。一方面，在河床坝段混凝土浇筑的过程中，为防止大坝上游表面轴向应力过大引起坝体开裂，需要对上游底部进行保温，而采用堆渣的方法可以有效的保证坝底的温度；另一方面，上游在筑坝期间，为满足挡水的要求，需要在坝基上游处修建围堰，在大坝开始蓄水时需要爆破拆除围堰，爆破之后，围堰的骨料留在大坝上游的库盆中，增加了大坝上游堆渣的深度。
当前，由于缺乏相应的堆渣部位的温度实测资料，在进行结构计算时，通常采用底部水温或者地温计算堆渣部位的温度，由此形成了大坝结构分析中的盲点，难以及时发现大坝中所存在的潜在问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种温度场计算方法、装置、电子设备及其存储介质，以改善上述技术问题。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种温度场计算方法，所述方法包括：
获取预测部位的一侧温度边界；
根据所述一侧温度边界以及热传导方程
Figure BDA0003428739250000011
建立所述预测部位的热传导数学模型；其中，a为预测部位导温系数；
获取至少一个特征点的实测温度；其中，所述特征点位于所述预测部位；
根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数；
根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述预测部位的温度场分布情况。
在上述方法中，通过建立预测部位的热传导数学模型；获取位于所述预测部位的特征点的实测温度；根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数。该温度场计算方法通过获取准确的温度场边界条件并通过参数反演求取预测部位导温系数，可以更加准确的确定大坝的温度场分布情况，进一步的，可以更准确的分析大坝中所存在的问题。
可选的，所述预测部位是大坝的堆渣部分；所述预测部位的一侧温度边界是所述堆渣部分的上部水温边界；所述预测部位导温系数是堆渣部分导温系数。
在上述方法中，可以通过获取堆渣部分的上部水温边界，根据堆渣部分的上部水温边界以及热传导方程建立堆渣部分的热传导数学模型，并对堆渣部分导温系数进行参数反演，获取堆渣部分的温度场分布情况。
可选的，所述预测部位是大坝的坝基岩体部分；所述预测部位的一侧温度边界是所述坝基岩体部分的上部堆渣温度边界；所述预测部位导温系数是坝基岩体部分导温系数。
在上述方法中，可以通过获取坝基岩体部分的上部堆渣温度边界，根据坝基岩体部分的上部堆渣温度边界以及热传导方程建立坝基岩体部分的热传导数学模型，并对坝基岩体部分导温系数进行参数反演，获取坝基岩体部分的温度场分布情况。
可选的，所述根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数，包括：根据预测部位试算导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述特征点的试算温度；其中，所述预测部位试算导温系数的初始值为一般岩体的导温系数；判断所述试算温度是否满足判断条件|T-S|＜0.2；其中，T为所述特征点的实测温度，S为所述试算温度；若否，调整所述预测部位试算导温系数的数值，直到满足所述判断条件；其中，满足所述判断条件的预测部位试算导温系数为所述预测部位导温系数。
在上述方法中，可以根据实际的精度需求对判断条件进行调整。通过参数反演获取预测部位导温系数，使得温度场的计算过程更加简单。
可选的，所述根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述预测部位的温度场分布情况，包括：获取一般性条件下的所述预测部位的热传导数学模型的初始条件和初始边界；其中，所述初始条件为t＝0时，T＝0,0≤x≤∞，所述初始边界为x＝0，t＞0时，
Figure BDA0003428739250000031
x＝∞，t＞0时，T＝0，其中，A为所述预测部位的一侧温度变化幅度，P为所述预测部位的一侧温度变化周期；所述一般性条件包括：所述预测部位温度场的计算区域为半无限大物体、且所述半无限大物体的初始温度为0℃；根据傅里叶变换获取所述一般性条件下预测部位的热传导数学模型的解
Figure BDA0003428739250000032
其中，ξ为积分变量；所述预测部位的热传导数学模型的解的第二项随时间的增加最终衰减为0；根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型的解的第一项获取所述预测部位的温度场分布情况。
在上述方法中，通过傅里叶变换求出热传导数学模型的解并对该解的组成进行了分析，由于该解的第二项随着时间的增加最终衰减为0，通过将预测部位导温系数代入到该解的第一项来求取预测部位的温度场分布。
可选的，所述温度场计算方法还包括：获取所述堆渣部分的高程方向的多个拟合点的高程；根据所述堆渣部分的温度场分布情况获取所述拟合点的高程所对应的温度值；根据所述拟合点的高程、所述高程所对应的温度值获取堆渣部分的温度分布拟合公式；其中，所述堆渣部分的温度分布拟合公式以所述高程所对应的温度值为横坐标、所述拟合点的高程为纵坐标。
在上述方法中，根据多个拟合点的高程以及该拟合点处的温度求取堆渣部分的温度分布拟合公式，可以更加方便地利用该公式求取堆渣部分的某一点处的温度值。该堆渣部分的温度分布拟合公式也可以用于求取其他大坝的堆渣的温度场分布情况。
可选的，所述温度场计算方法还包括：获取气温边界、绝热边界、固定温度边界、坝体导温系数、水体导温系数、坝基岩体沿高程方向的地热梯度、堆渣部分导温系数、坝基岩体部分导温系数；其中，所述气温边界包括堆渣部分的上部水温边界、坝基岩体部分的上部堆渣温度边界、坝体上游面水面以上的气温边界、坝顶气温边界、坝体下游面水面以上的气温边界，所述绝热边界包括上游绝热温度边界和下游绝热温度边界，所述固定温度边界指的是底部地热温度边界；所述坝体导温系数为一般岩体的导温系数；根据所述气温边界、所述绝热边界、所述固定温度边界、所述堆渣部分导温系数、所述坝基岩体部分导温系数、所述坝体导温系数、所述水体导温系数、所述地热梯度以及热传导方程获取堆渣－坝基岩体－坝体－水体的温度场。
在上述方法中，通过获取堆渣－坝基岩体－坝体－水体这个整体温度场的边界条件，根据整体温度场的边界条件搭建整体温度场的数学模型，可以直观的反映出堆渣－坝基岩体－坝体－水体温度场即大坝的整体温度场中的温度分布情况。
第二方面，本申请实施例提供一种温度场计算装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取预测部位的一侧温度边界；
模型建立模块，用于根据所述一侧温度边界以及热传导方程
Figure BDA0003428739250000051
建立所述预测部位的热传导数学模型；其中，a为预测部位导温系数；
第二获取模块，用于获取至少一个特征点的实测温度；其中，所述特征点位于所述预测部位；
参数反演模块，用于根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数；
第三获取模块，用于根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述预测部位的温度场分布情况。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述温度场计算方法中任一所述的方法。
第四方面，本申请提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述温度场计算方法中任一所述的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种温度场计算方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种大坝的模型示意图；
图3为本申请实施例提供的一种温度场计算装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
术语“第一”、“第二”等仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
针对现有技术中存在的不足，本申请实施例提供一种温度场计算方法、装置、电子设备及存储介质，用于更加准确的获取大坝的温度场分布情况。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种温度场计算方法的流程示意图，该温度场计算方法，用于更加准确的获取大坝的温度场计算结果，包括如下步骤：
步骤101、获取预测部位的一侧温度边界。
步骤102、根据所述一侧温度边界以及热传导方程
Figure BDA0003428739250000061
建立所述预测部位的热传导数学模型。
步骤103、获取至少一个特征点的实测温度；其中，所述特征点位于所述预测部位。
步骤104、根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数。
步骤105、根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述预测部位的温度场分布情况。
其中，在步骤101中，预测部位指的是大坝的任一组成部位，同一预测部位的导温系数相同，一侧温度边界指的是预测部位一侧的边界处的温度值。
其中，在步骤102中，a为预测部位导温系数，T表示温度，t表示时间，x为空间变数，在这里表示到预测部位一侧的边界处的距离。
其中，在步骤103中，获取预测部位中至少一个特征点对应的实际温度。
其中，在步骤104中，通过参数反演获取预测部位导温系数，简化了计算过程。
其中，在步骤105中，将预测部位导温系数代入预测部位的热传导数学模型即可确定预测部位的温度场分布情况。
由上可知，本申请实施例提供一种温度场计算方法，通过建立预测部位的热传导数学模型；获取位于所述预测部位的特征点的实测温度；根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数。该温度场计算方法通过获取准确的温度场边界条件并通过参数反演求取预测部位导温系数，可以更加准确的确定大坝的温度场分布情况。
在一些可选的实施例中，所述预测部位是大坝的堆渣部分；所述预测部位的一侧温度边界是所述堆渣部分的上部水温边界；所述预测部位导温系数是堆渣部分导温系数。
其中，堆渣部分的上部水温边界指的是堆渣部分的上部边界处和水体接触的接触面处的水温；可以通过获取堆渣部分的上部水温边界，根据堆渣部分的上部水温边界以及热传导方程
Figure BDA0003428739250000081
建立堆渣部分的热传导数学模型；其中，a1为堆渣部分导温系数；获取至少一个第一特征点的实测温度；其中，所述第一特征点位于所述堆渣部分；根据所述第一特征点的实测温度对所述堆渣部分导温系数进行参数反演，获取所述堆渣部分导温系数；根据所述堆渣部分导温系数、所述堆渣部分的热传导数学模型获取所述堆渣部分的温度场分布情况。由于在大坝的典型坝段中会设置温度计测点，各测点都在距离上游的坝面10cm处设置有温度计，在大坝蓄水至正常水位之后，温度计测点处的温度每年呈周期性变化，且不同水深的温度计测点处的温度的变化幅度也不同，可以选择位于堆渣部分上部的同一高程的温度计的稳定测值的平均值为堆渣部分的上部水温边界。
在一些可选的实施例中，所述预测部位是大坝的坝基岩体部分；所述预测部位的一侧温度边界是所述坝基岩体部分的上部堆渣温度边界；所述预测部位导温系数是坝基岩体部分导温系数。
其中，坝基岩体部分的上部堆渣温度边界指的是坝基岩体部分的上部边界处和堆渣部分接触的接触面处的堆渣温度；可以通过获取坝基岩体部分的上部堆渣温度边界，根据坝基岩体部分的上部堆渣温度边界以及热传导方程
Figure BDA0003428739250000082
建立坝基岩体部分的热传导数学模型；其中，a2为坝基岩体部分导温系数；获取至少一个第二特征点的实测温度；其中，所述第二特征点位于所述坝基岩体部分；根据所述第二特征点的实测温度对所述坝基岩体部分导温系数进行参数反演，获取所述坝基岩体部分导温系数；根据所述坝基岩体部分导温系数、所述坝基岩体部分的热传导数学模型获取所述坝基岩体部分的温度场分布情况。大坝的坝踵以下10m左右的位置会设有渗压计以检测渗透压的变化，该渗压计中会带有温度敏感元件，可以选取渗压计的附带温度度数换算得到温度值，将多个同一高度的温度计换算获得的温度值求平均值，该平均值即为坝基岩体上部堆渣温度边界。
在一些可选的实施例中，步骤104具体包括：根据预测部位试算导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述特征点的试算温度；判断所述试算温度是否满足判断条件|T-S|＜0.2；若否，调整所述预测部位试算导温系数的数值，直到满足所述判断条件；其中，满足所述判断条件的预测部位试算导温系数为所述预测部位导温系数。
其中，所述预测部位试算导温系数的初始值为一般岩体的导温系数，在本申请的具体实施方式中，一般岩体的导温系数取185kJ/(m·d·℃)，在缺乏工程现场试验参数的情况下，也可以取为200kJ/(m·d·℃)或者其他与200kJ/(m·d·℃)数值相近的导温系数值；T为所述特征点的实测温度，S为所述试算温度；还可以通过调整判断条件使得所获得的预测部位导温系数满足不同的计算精度需求。
在一些可选的实施例中，步骤105具体包括：获取一般性条件下的所述预测部位的热传导数学模型的初始条件和初始边界；其中，所述初始条件为t＝0时，T＝0,0≤x≤∞，所述初始边界为x＝0，t＞0时，
Figure BDA0003428739250000091
x＝∞，t＞0时，T＝0，其中，A为所述预测部位的一侧温度变化幅度，P为所述预测部位的一侧温度变化周期；所述一般性条件包括：所述预测部位温度场的计算区域为半无限大物体、且所述半无限大物体的初始温度为0℃；根据傅里叶变换获取所述一般性条件下预测部位的热传导数学模型的解
Figure BDA0003428739250000092
其中，ξ为积分变量；所述预测部位的热传导数学模型的解的第二项随时间的增加最终衰减为0；根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型的解的第一项获取所述预测部位的温度场分布情况。
其中，由于预测部位的热传导数学模型的解的第二项中含有
Figure BDA0003428739250000101
，会随着时间的增加而逐渐衰减为0，剩下了
Figure BDA0003428739250000102
称剩下的这项为稳定温度场，由该稳定温度场项可知，预测部位温度呈周期性变化，且变化周期与预测部位边界处的温度的变化周期相同，都是P。当
Figure BDA0003428739250000103
时，可以求得预测部位内部的温度变幅为
Figure BDA0003428739250000104
其中，半无限大物体是指以x＝0平面为唯一界面，在x方向上无限延伸的物体。
在一些可选的实施例中，所述方法还包括：获取所述堆渣部分的高程方向的多个拟合点的高程；根据所述堆渣部分的温度场分布情况获取所述拟合点的高程所对应的温度值；根据所述拟合点的高程、所述高程所对应的温度值获取堆渣部分的温度分布拟合公式；其中，所述堆渣部分的温度分布拟合公式以所述高程所对应的温度值为横坐标、以所述拟合点的高程为纵坐标。
其中，所述多个为至少两个，对于类似的大坝(高拱坝)，堆渣部分的温度场分布具有相似性，可以根据多个工程中的堆渣部分的计算实例中的数据求取拟合公式，本申请在对比多个工程的计算结果后，得出了一个拟合度相对较高的公式为：
Figure BDA0003428739250000105
其中，ΔT表示堆渣部分的上部水温边界和坝基岩体部分的上部堆渣温度边界的温度差，也就是堆渣部分的上部边界和堆渣部分的下部边界的温度差，T1表示坝基岩体的上部堆渣温度边界，yb表示大坝底部的高程值。
在一些可选的实施例中，所述方法还包括：获取气温边界、绝热边界、固定温度边界、坝体导温系数、水体导温系数、坝基岩体沿高程方向的地热梯度、堆渣部分导温系数、坝基岩体部分导温系数；其中，所述气温边界包括堆渣部分的上部水温边界、坝基岩体部分的上部堆渣温度边界、坝体上游面水面以上的气温边界、坝顶气温边界、坝体下游面水面以上的气温边界，所述绝热边界包括上游绝热温度边界和下游绝热温度边界，所述固定温度边界指的是底部地热温度边界；所述坝体导温系数为一般岩体的导温系数；根据所述气温边界、所述绝热边界、所述固定温度边界、所述堆渣部分导温系数、所述坝基岩体部分导温系数、所述坝体导温系数、所述水体导温系数、所述地热梯度以及热传导方程获取堆渣－坝基岩体－坝体－水体的温度场。
其中，图2为本申请实施例提供的大坝的模型示意图。关于建立模型的相关参数的理解请参照图2。由于工程实际中并不存在这种具有无穷大尺寸的理想化物体，因此，在实际计算中，可以在预测部位的两端设置绝热边界，令
Figure BDA0003428739250000111
并在此基础上采用数值算法(有限单元法或者有限差分法)，针对实际的具体问题进行求解。其中，固定温度边界可以通过寻找前期水文地质资料中的关于地温的实测温度分析结果，通过前期资料计算出所述坝基岩体沿高程方向的地热梯度，并推算出坝基岩体的深部的温度，该坝基岩体的深部的温度即为固定温度边界。
请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种温度场计算装置的结构示意图，该温度场计算装置，用于更加准确的获取大坝的温度场分布情况，包括：
第一获取模块，用于获取预测部位的一侧温度边界；
模型建立模块，用于根据所述一侧温度边界以及热传导方程
Figure BDA0003428739250000112
建立所述预测部位的热传导数学模型；其中，a为预测部位导温系数；
第二获取模块，用于获取至少一个特征点的实测温度；其中，所述特征点位于所述预测部位；
参数反演模块，用于根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数；
第三获取模块，用于根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述预测部位的温度场分布情况。
在一些可选的实施例中，上述第一获取模块还用于：获取堆渣部分的上部水温边界；模型建立模块还用于：根据所述堆渣部分的上部水温边界以及热传导方程
Figure BDA0003428739250000121
建立所述堆渣部分的热传导数学模型；其中，a1为堆渣部分导温系数；第二获取模块还用于：获取至少一个第一特征点的实测温度；其中，所述第一特征点位于所述堆渣部分；参数反演模块还用于：根据所述第一特征点的实测温度对所述堆渣部分导温系数进行参数反演，获取所述堆渣部分导温系数；第三获取模块还用于：根据所述堆渣部分导温系数、所述堆渣部分的热传导数学模型获取所述堆渣部分的温度场分布情况。
在另一些可选的实施例中，上述第一获取模块还用于：获取坝基岩体部分的上部堆渣温度边界；模型建立模块还用于：根据所述坝基岩体部分的上部堆渣温度边界以及热传导方程
Figure BDA0003428739250000122
建立所述坝基岩体部分的热传导数学模型；其中，a2为坝基岩体部分导温系数；第二获取模块还用于：获取至少一个第二特征点的实测温度；其中，所述第二特征点位于所述坝基岩体部分；参数反演模块还用于：根据所述第二特征点的实测温度对所述坝基岩体部分导温系数进行参数反演，获取所述坝基岩体部分导温系数；第三获取模块还用于：根据所述坝基岩体部分导温系数、所述坝基岩体部分的热传导数学模型获取所述坝基岩体部分的温度场分布情况。
在一些可选的实施例中，上述参数反演模块具体用于：根据预测部位试算导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述特征点的试算温度；其中，所述预测部位试算导温系数的初始值为一般岩体的导温系数；判断所述试算温度是否满足判断条件|T-S|＜0.2；其中，T为所述特征点的实测温度，S为所述试算温度；若否，调整所述预测部位试算导温系数的数值，直到满足所述判断条件；其中，满足所述判断条件的预测部位试算导温系数为所述预测部位导温系数。
在一些可选的实施例中，上述第三获取模块具体用于：获取一般性条件下的所述预测部位的热传导数学模型的初始条件和初始边界；其中，所述初始条件为t＝0时，T＝0,0≤x≤∞，所述初始边界为x＝0，t＞0时，
Figure BDA0003428739250000131
x＝∞，t＞0时，T＝0，其中，A为所述预测部位的一侧温度变化幅度，P为所述预测部位的一侧温度变化周期；所述一般性条件包括：所述预测部位温度场的计算区域为半无限大物体、且所述半无限大物体的初始温度为0℃；根据傅里叶变换获取所述一般性条件下预测部位的热传导数学模型的解
Figure BDA0003428739250000132
其中，ξ为积分变量；所述预测部位的热传导数学模型的解的第二项随时间的增加最终衰减为0；根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型的解的第一项获取所述预测部位的温度场分布情况。
在一些可选的实施例中，上述温度场计算装置还包括：第四获取模块，用于获取气温边界、绝热边界、固定温度边界、坝体导温系数、水体导温系数、坝基岩体部分沿高程方向的地热梯度、堆渣部分导温系数、坝基岩体部分导温系数；其中，所述气温边界包括堆渣部分的上部水温边界、坝基岩体部分的上部堆渣温度边界、坝体上游面水面以上的气温边界、坝顶气温边界、坝体下游面水面以上的气温边界，所述绝热边界包括上游绝热温度边界和下游绝热温度边界，所述固定温度边界指的是底部地热温度边界；所述坝体导温系数为一般岩体的导温系数；整体温度场获取模块，用于根据所述气温边界、所述绝热边界、所述固定温度边界、所述堆渣部分导温系数、所述坝基岩体部分导温系数、所述坝体导温系数、所述水体导温系数、所述地热梯度以及热传导方程获取堆渣－坝基岩体－坝体－水体的温度场。
上述温度场计算装置中各模块的具体实现方式可以参照前面介绍的温度场计算方法中相应步骤的实现方法。
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。参照图4，电子设备3包括：处理器301、存储器302，这些组件通过通信总线303和/或其他形式的连接机构(未示出)互连并相互通讯。
其中，存储器302包括一个或多个(图中仅示出一个)，其可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，电可擦除可编程只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)等。处理器301以及其他可能的组件可对存储器302进行访问，读和/或写其中的数据。
处理器301包括一个或多个(图中仅示出一个)，其可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器301可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)、微控制单元(Micro Controller Unit，简称MCU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)或者其他常规处理器；还可以是专用处理器，包括神经网络处理器(Neural-network Processing Unit，简称NPU)、图形处理器(Graphics ProcessingUnit，简称GPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。并且，在处理器301为多个时，其中的一部分可以是通用处理器，另一部分可以是专用处理器。
在存储器302中可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器301可以读取并运行这些计算机程序指令，以实现本申请实施例提供的一种温度场计算方法。
可以理解的，图4所示的结构仅为示意，电子设备3还可以包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的结构。图4中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。电子设备3可能是实体设备，例如PC机、笔记本电脑、平板电脑、手机、服务器、嵌入式设备等，也可能是虚拟设备，例如虚拟机、虚拟化容器等。并且，电子设备3也不限于单台设备，也可以是多台设备的组合或者大量设备构成的集群。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被计算机的处理器读取并运行时，执行本申请实施例提供的温度场计算方法。例如，计算机可读存储介质可以实现为图4中电子设备3中的存储器302。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温度场计算方法，其特征在于，包括：
获取预测部位的一侧温度边界；
根据所述一侧温度边界以及热传导方程
Figure FDA0003428739240000011
建立所述预测部位的热传导数学模型；其中，a为预测部位导温系数；
获取至少一个特征点的实测温度；其中，所述特征点位于所述预测部位；
根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数；
根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述预测部位的温度场分布情况。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述预测部位是大坝的堆渣部分；
所述预测部位的一侧温度边界是所述堆渣部分的上部水温边界；
所述预测部位导温系数是堆渣部分导温系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述预测部位是大坝的坝基岩体部分；
所述预测部位的一侧温度边界是所述坝基岩体部分的上部堆渣温度边界；
所述预测部位导温系数是坝基岩体部分导温系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数，包括：
根据预测部位试算导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述特征点的试算温度；其中，所述预测部位试算导温系数的初始值为一般岩体的导温系数；
判断所述试算温度是否满足判断条件|T-S|＜0.2；其中，T为所述特征点的实测温度，S为所述试算温度；
若否，调整所述预测部位试算导温系数的数值，直到满足所述判断条件；
其中，满足所述判断条件的预测部位试算导温系数为所述预测部位导温系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述预测部位的温度场分布情况，包括：
获取一般性条件下的所述预测部位的热传导数学模型的初始条件和初始边界；其中，所述初始条件为t＝0时，T＝0,0≤x≤∞，所述初始边界为x＝0，t＞0时，
Figure FDA0003428739240000021
x＝∞，t＞0时，T＝0，其中，A为所述预测部位的一侧温度变化幅度，P为所述预测部位的一侧温度变化周期；所述一般性条件包括：所述预测部位温度场的计算区域为半无限大物体、且所述半无限大物体的初始温度为0℃；
根据傅里叶变换获取所述一般性条件下预测部位的热传导数学模型的解
Figure FDA0003428739240000022
其中，ξ为积分变量；所述预测部位的热传导数学模型的解的第二项随时间的增加最终衰减为0；
根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型的解的第一项获取所述预测部位的温度场分布情况。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述堆渣部分的高程方向的多个拟合点的高程；
根据所述堆渣部分的温度场分布情况获取所述拟合点的高程所对应的温度值；
根据所述拟合点的高程、所述高程所对应的温度值获取堆渣部分的温度分布拟合公式；其中，所述堆渣部分的温度分布拟合公式以所述高程所对应的温度值为横坐标、所述拟合点的高程为纵坐标。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取气温边界、绝热边界、固定温度边界、坝体导温系数、水体导温系数、坝基岩体部分沿高程方向的地热梯度、堆渣部分导温系数、坝基岩体部分导温系数；其中，所述气温边界包括堆渣部分的上部水温边界、坝基岩体部分的上部堆渣温度边界、坝体上游面水面以上的气温边界、坝顶气温边界、坝体下游面水面以上的气温边界，所述绝热边界包括上游绝热温度边界和下游绝热温度边界，所述固定温度边界指的是底部地热温度边界；所述坝体导温系数为一般岩体的导温系数；
根据所述气温边界、所述绝热边界、所述固定温度边界、所述堆渣部分导温系数、所述坝基岩体部分导温系数、所述坝体导温系数、所述水体导温系数、所述地热梯度以及热传导方程获取堆渣－坝基岩体－坝体－水体的温度场。
8.一种温度场计算装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取预测部位的一侧温度边界；
模型建立模块，用于根据所述一侧温度边界以及热传导方程
Figure FDA0003428739240000031
建立所述预测部位的热传导数学模型；其中，a为预测部位导温系数；
第二获取模块，用于获取至少一个特征点的实测温度；其中，所述特征点位于所述预测部位；
参数反演模块，用于根据所述特征点的实测温度对所述预测部位导温系数进行参数反演，获取所述预测部位导温系数；
第三获取模块，用于根据所述预测部位导温系数、所述预测部位的热传导数学模型获取所述预测部位的温度场分布情况。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至7任一所述的方法。
10.一种存储介质，其特征在于，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的方法。
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