1. 研究目的与意义
通过学习、掌握和提高综合应用所学理论知识进行分析问题和解决实际问题的能力，熟悉人工冻结温度场的实测、数值模拟研究、单管冻结理论、人工冻结法的基本原理，系统总结归纳人工冻结温度场的实测与模拟方法。
能够为国内相似地层类似工程的设计、施工提供良好的借鉴。
通过训练，充分锻炼基础、专业理论和技能。
2. 国内外研究现状分析
由于单管冻结能力不足的问题突出表现，国内外进行了诸多相关研究：国内方面，蒋斌松等结合外壁恒温条件下单管冻结相变热传导问题，根据冻结峰面分成冻结区和未冻结区，对温度场解析分析，得到了冻结峰面半径与冻结时间呈平方根关系；张涛等通过分析冻结管内盐水流动特点与流动状态，基于相似理论，得到了相关无量纲参数对温度场的影响规律；杨志江等研究了结合冷媒循环影响的条件，通过对单管冻结温度场进行数值模拟，得出可以直接将冷媒入口温度作为冻结管外壁恒温条件计算相关结论；陈长臻等采用相似理论全面研究冻结管外表面恒温情况下的单管冻结问题，得到了冻土区温度分布规律、冻结壁厚度与平均温度计算公式；齐善忠等通过研究几种单管冻结温度场模型，推导出了单管局部保温下与温度有关的准则关系式。
国外方面，x.hu通过求解特殊单列管冻结问题，导出双列管冻结的稳态温度场的广义解析解。
随着研究不断深入，单管冻结相关理论正逐渐完善。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：通过对人工冻结温度场的实测与数值模拟，提出人工冻结温度场研究中存在的主要问题。
结合圆管导热微分方程开展理论分析，掌握与温度场相关的土层热物理参数的意义与获得方法。
利用变量替换方法研究单管冻结相变热传导问题。
4. 研究创新点
通过研究与分析将获得冻结圆柱半径-各参数之间的关联；单管冻结相变热传导问题；地下工程、特殊项目上的温度精密测量。
通过理论计算与数值分析，将会在温度场在地层参数、热传导、管径等参数影响下的变化图像方面有所创新。
