绝热材料导热系数测定方法的发展

导热系数的测定方法,从古典的基于稳定导热的费时很多的测量方法,改进到近代快速而简单得多的基于不稳定导热的测量方法。在近代测量中,常规的方法是用电阻丝或恒温器作为热源加热试样,而最新的方法是用大功率脉冲激光作为热源以加热较小的试样。本文重点在于介绍常规的利用不稳定导热原理测量导热系数的方法。     

层流边界层的有限差分计算

前言在解决边界层的问题时有两种方法,一种称为精确方法,对边界层基本微分方程(Prandtl方程)进行积分求解,另一种则称为近似方法,是从动量积分方程(Karman 方程)或能量积分方程来求解.在过去,用分析方法来解基本微分方程是颇困难而复杂的.Blasius 引入了速度剖面相似的假设使偏微分方程简化为常微分方...     

多孔介质干燥过程传热传质研究

一、过程分析及数学模型的建立 多孔介质的干燥过程一般可以分为三个阶段:预热阶段、恒速率干燥阶段和降速率干燥阶段.降速率干燥阶段通常又分为第一、第二降速率干燥阶段. 预热阶段一般很短,对过程影响不大,本文不考虑它的存在,只研究后面几个阶段. 根据本文的研究范围,对问题作如下简化: (1)被干燥材料存宏观结构上是统计均匀的,且在干燥过程中不发生体积变化.     

各向异性刚体导热微分方程的一般表述

给出了以张量形式表述的变物性各向异性刚体导热微分方程的一般形式及对有关问题的讨论。同时对一般性边界条件下各向异性导热问题的数值计算进行了分析。     

借助反问题方法实现质扩散系数的快速测量

本文提出了借助反问题的数学方法,利用简单的实验装置,快速测量多孔介质质扩散系数的设想及具体方法,通过实验与计算,取得了较好的结果,初步验证了方法的可行性。     

对平板受迫层流放热相似解电子计算机程序的探讨

平板受迫流动层流边界层动量方程和能量方程的求解,是流体力学和传热学数值计算中经常迂到的问题。目前用得较多的是龙格—库塔积分法并配合纳一斯(Nachtsheim-Swigert)迭代法(见文献[一],[二])。这种方法的计算是稳定和可靠的。但在计算机程序的处理上仍有一些值得改进的地方。例如:1.边界层厚度的确定问题;2.计算结果的存放是用一维数组还是二维数组的问题;3.两次龙格—库塔“过程”的说明是否可以简化的问题;4.动量方程和能量方程是否采用联立求解的问题。     

有限单元法求解不稳定导热问题中的时间差分格式及其变步长计算

目前,有限单元法在求解不稳定导热温度场的抛物型偏微分方程时,都对空间进行有限单元划分,而对时间导数作有限差分展开。本文分析了二点后差格式、Crank-Nicolson 格式、三点后差格式和 Galerkin 格式的特点,并建议采用三点后差格式和 Galerkin 格式,这二种格式可以在较大的时间步长下只发生轻微振荡或避免振荡,从而在规定精度条件下大大缩短计算时间。     

柴油机活塞有限单元法网格的自动剖分

有限单元法在求解具有复杂边界条件的偏微分方程时以其灵活性大和适应性强而著称。由于有限单元法的网格可以任意划分,所以在单元信息的处理上非常烦琐。对于一个复杂的工程问题,就要绘制精确的有放大比例尺的图纸,要测得数百个节点的坐标值,要确定数百个单元的 i,j,m 节点编号等等。这样就要有数以千计的输入数据。这些有限单元法计算所必须具备的信息如果靠人工处理就要花费很多的时间和精力,并且很易出错,严重地影响了计算效率的提高。随着有限单元法在数值计算中的推广和发展,单元网格的自动剖分和编号就成为一个重要问题。对柴油机活塞这样一种具有复杂结构和复杂边界条件的物体来说,实施中有较大的困难,本文对整体活塞和带有油腔的组合活塞的自动剖分初步取得成功。可以大大减少输入数据的数目、编制的单元信息正确无误而且占用机时很少。对于大量变方案计算的场合,为了提高计算效率,尤其显得重要。     

有限单元法对柴油机起动过程活塞温度场的计算

有限单元法求解不稳定温度场时,通常在温度对时间的偏导数(?)T/(?)t 的展开中采用二点后差格式。这种格式是无条件稳定的,但精度较低。Crank-Nicolson 二点格式精度明显提高,但在时间步长较大时容易使计算结果产生振荡,由于这些原因,上述格式都要求采用较小的时间步长,对活塞温度场(通常划分150～350个节点,250～600个单元)的不稳定导热计算就要花费很长的计算机时间。本文采用三点后差格式和 Galerkin 格式并配合变步长计算方法,能够达到较高的精度和较好的收敛性,从而大大节省了计算机时间。本文对二种柴油机活塞作了起动过程温度场计算,证明这是一种适合于大型工程问题实用的计算方法。