基于Monte-Carlo法的立井井壁随机温度场分析

为了深入研究不确定因素对立井井壁温度场的影响，将井壁传热区域的导热系数、内热源强度、质量密度及质量比热容等不确定性参数模拟为随机场，基于随机场局部平均理论，采用Monte-Carlo随机有限元法对立井井壁随机温度场求解进行了分析，给出了有限元节点温度响应的均值、方差及变异系数的计算公式，根据计算步骤编写了求解立井井壁随机温度场的Matlab随机有限元程序。通过工程实例，考察了随机场参数对立井井壁温度场随机性响应的影响，并与将各随机参数视为单一随机变量的情况进行了对比。结果表明：基于随机场理论的Monte-Carlo随机有限元法能合理考虑井壁混凝土热学参数空间上的不确定性；编制的Matlab随机有限元程序可直接输出各时刻井壁温度场的统计结果；传统的井壁温度场确定性分析存在缺陷，将井壁混凝土的热学参数模拟为单一随机变量会高估其变异性，采用随机场建模方法显得更加科学合理。