传热学二维导热物体温度场的数值模拟作者:陈振兴学 号:10037005学院(系):化工学院专业:过程装备与控制工程班级:装备 01指导老师:李增耀实验时间:2025-10二维导热物体温度场的数值模拟 一、物理描述有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道,其截面尺寸和示意图如图 1-1 所示,假设在垂直纸面方向上冷空气及砖墙的温度变化很小,可以近似地予以忽略.在以下情况下试计算:(1)砖墙横截面上的温度分布;(2)垂直于纸面方向的每米长度上通过砖墙的导热量.1、内外表面均为第三类边界条件,且已知:。33 砖墙的导热系数2、内外壁分布均匀地维持在 0及 30; 图 1—1 二、数学描述该结构的导热问题可以作为二维问题处理,并且其截面如图 1-1 所示,由于对称性,仅讨论其 1/4 部分即可。其网络节点划分如图 2—1;上述问题为二维矩形域内的稳态、无内热源、常物性的导热问题,对于这样的物理问题,我们知道,描写其的微分方程即控制方程,就是导热微分方程: 第三类边界条件:内外表面均为第三类边界条件,且已知: 砖墙的导热系数 a f(m,n)c b = n e m d 图 2—1三:方程的离散如上图 2-1 所示,用一系列与坐标轴平行的网络线把求解区域划分成许多子区域,以网格线的交点作为需要确定温度值的空间位置,即节点,节点的位置已该点在两个方向上的标号 m、n 来表示。每一个节点都可以看成是以它为中心的小区域的代表,如上(m,n):对于(m,n)为内节点时:由级数展开法或热平衡法都可以得到,当=时: 对于(m,n)为边界节点时:位于平直边界上的节点:外部角点:如图 2—1 中 a、b、d、e、f 点,内部角点:如图 2-1 中 c 点,由已知条件有,当 m=1 或 n=13 时的节点的温度衡为=30,当(m=6 且 n<9)和(n=8且 6#include