基于COMSOL全球坐标下的箱梁日照表面温度追踪
2026年7月29日 10:02浏览：1230
筱一
尘
关键词：
COMSOL
；
全球坐标
；
混凝土箱梁
；
表面温度追踪
随着交通基础设施建设的快速发展，箱梁结构因其优异的力学性能被广泛应用于大跨度桥梁工程中。然而，日照辐射引起的表面温度梯度分布不均，会诱发显著的热应力与变形，直接影响结构耐久性与服役安全。传统温度场监测方法难以实现非均匀辐射环境的精细化模拟，亟需融合多物理场耦合技术进行深入研究。
目前，国内外研究多集中于简化气象参数下的经验模型，忽略了太阳辐射在三维曲面上的动态反射
-
吸收特性。
COMSO
提供的多尺度耦合建模能力为解决该问题开辟了新路径，环境属性节点中引入了新的周围位置选项，用于根据
GPS
坐标选择气象站。一旦给出特定位置的纬度和经度，该特征就会使用半正矢公式显示最近的
100
个
气象站。当某个位置与现有气象站不完全对应时，这可以简化最近气象站的选择。
图
1
气象站选择界面
【模型信息】
断面
三
维效果图如下。
图
2
箱梁三维示意图
【
多光谱波段设置
】
在本例中，我们将只使用两个波段，如下面的屏幕截图所示，以
5 um
波长划分，并在每个波段上指定不同的恒定
发射率。
图
3
多光谱波段设置
【
探针
设置】
在
COMSOL
中
顶板，左右腹板和底板设置探针，提取
1h
内的
平均温度
。
图
4
不同部位探针
设置
【
温度
结果云图】
提取结构云图。
图
5
箱梁温度
分布云图
图
6
箱梁表面辐射度云图
由上图可以看出
，在
设置气象站的条件
下，
箱梁
顶底腹板呈现不同的温度分布模式，下面提取不同部位各时刻内的表面平均温度以便更好地查看气温变化规律
。
图
7
一天不同时刻箱梁表面温度变化
从上图可知，
顶板的温度变化幅度最大，其次可以推知，箱梁表面的温度变化具有一定的滞后性，峰值温度出现时间与大气峰值温度出现时间略有延后。
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