5.2.1 二维导热算例-热导的概念

周星星9527

发布于 2018-08-08 15:57:34

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发布于 2018-08-08 15:57:34

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类是对事物的描述：属性（成员变量）和行为（成员函数）

给出本教程使用的两个类，节点类和材料类。

材料类，描述材料的参数，如密度、比热和初始温度等，这里特别给出了凝固潜热；这里要注意Math.pow(2,0)的意义，读者自己琢磨，用于判断相邻控制体的界面：

1. packageSoong.Solver
2. {
3.  public class Material
4.    {
5.  public static var HeatInsulation:uint= Math.pow(2,0);
6.  
7.  public var ID:uint = Material.HeatInsulation;
8.  
9.  public var Tini:Number = 1550;//InitialTemperature
10.  
11.  public var lmd:Number = 0;//HeatConductivity @ Right Side of Control Volume
12.  public var Cp:Number = 0;//Heat Capacity
13.  public var Rho:Number = 0;//Density
14.  
15.  public varLatentHeat:Number = 0;//LeatentHeat
16.  public var Tsol:Number = 1504;//Temperatureof Solidus
17.  public var Tliq:Number = 1531;//Temperatureof Liquidus
18.  
19.  public functionMaterial(ID:uint=0,Tini:Number=1550)
20.       {
21.  this.ID = ID;
22.  
23.  this.Tini = Tini;
24.       }
25.    }
26. }

节点类，节点上存储了程序的所有计算变量，也存储了该节点上的物性参数：

1. packageSoong.Solver
2. {
3.  public class Node
4.    {
5.  public varmaterialIndex:uint = Material.HeatInsulation;
6.  
7.  public var T:Number=0;//CurrentTemperature
8.  public var T0:Number=0;//InitialTemperature
9.  
10.  public var lmd:Number=0;//HeatConductivity on Control Volume
11.  
12.  public var Cp:Number = 0;//Heat Capacity
13.  public var Rho:Number = 0;//Density
14.  
15.  public vareHeatExchangeFactor:Number = 0;// Heat of Exchange Factor in East Interface
16.  public varwHeatExchangeFactor:Number = 0;// Heat of Exchange Factor in West Interface
17.  public varnHeatExchangeFactor:Number = 0;// Heat of Exchange Factor in North Interface
18.  public varsHeatExchangeFactor:Number = 0;// Heat of Exchange Factor in Sorth Interface
19.  
20.  public function Node()
21.       {
22.  
23.       }
24.  
25.  public functionApplyMaterial(mtrl:Material):void
26.       {
27.  this.materialIndex = mtrl.ID;
28.  
29.  this.T0 = mtrl.Tini;
30.  
31.  this.lmd = mtrl.lmd;
32.  
33.  this.Cp = mtrl.Cp;
34.  this.Rho = mtrl.Rho;
35.       }
36.    }
37. }

可能你注意到了这四个HeatExchangeFactor东西，这是什么？其实是热阻的倒数。电阻的倒数称为电导，这里不妨叫做热导吧；电压差乘以电导是电流，温差乘以热导是热流密度，2D平面上我们做矩形网格，某节点温度受其四周（东南西北节点）传导热影响，所以定义了东南西北热导，用于计算某节点的四周传导的热量。读者可以思考不同材质较界面上的热导如何计算，参考文献（陶文铨-数值传热学）里面有，另外对于边界节点，我们也可以使用热导的概念，比如对流换热系数也是我们的热导（仔细思考），这样我们就可以将3类边界条件都当成内部节点计算了，具体过程读者慢慢去想。