非稳态及泛傅立叶效应传热计算新模型及其程序化

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目前常用的计算非稳态温度场的数值方法有有限差分法、有限单元法等,而上述方法在求解复杂热载荷、几何形状边界条件的传热问题时往往存在较大的计算误差。更重要的是,在高强度瞬态热传导过程中,现有的数值计算方法不能有效地解决一般热边界上高温度梯度或加热速率过快等问题。故,本文提出了一种递推加迭代复合运算新方法以提高非稳态热传导温度场的计算精度。(1)采用有限差分法计算非稳态温度场。首先按照经典热传导理论推导不同差分格式下的差分方程。然后结合VB编程,分析不同差分格式在求解瞬态温度场时产生振荡的原因,探讨了不同的差分格式计算精度问题。(2)对差分引起计算误差进行分析总结,提出递推-迭代复合运算新模式。首次增加了时间域上的迭代环节。根据加权余量原理,推导了瞬态热传导的递推-迭代有限元格式。从理论上为提高非稳态及非傅里叶效应热传导计算精度进行了更直接的判定。(3)利用Fortran语言开发满足非稳态热传导以及非傅立叶效应传热的计算机程序,并结合具体算例,通过验证程序的正确性来讨论计算新模式在计算非稳态温度场问题上的优越性。
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