首页物理学热学传热学 20 4.4 非稳态导热的数值解法.pptx

20 4.4 非稳态导热的数值解法.pptx

页数:16页文件大小:179.7 KB来源: 传热学ppt课件

本课件为《传热学》第20讲「4-4 非稳态导热的数值解法」,讲解非稳态导热显式与隐式差分格式的建立、稳定性条件与空间步长、时间步长的选取原则,配合课堂图示与算例逐步推导,可用于课前预习、课堂对照与课后复习。

非稳态导热的数值解法封面页,非稳态导热显式与隐式差分格式的建立、稳定性条件与空间步长、时间步长的选取原则
§4-4非稳态导热问题的数值解法在非稳态页,导热问题中,不但需要对空间区域进行离散,还需要对时间变量进行离散,接下来以一个一维非稳态导热问题为例,重点介绍对非稳态项的离散方法,以及不同离散方法对计算带来的影响等
一、物理问题和数学描述厚度页,δ的无限大平壁,λ、a为已知常数,τ=0时温度为t0,突然将其放置于两侧温度为t并保持不变的流体中,两侧表面与流体之间的表面传热系数为h。
查看本课件的文字版(共 16 页,供检索与复制)

第1页:非稳态导热的数值解法

4-4 非稳态导热的数值解法:本页为《传热学》课程课件封面,标示课程名称与本讲主题。

第2页:§4-4非稳态导热问题的数值解法在非稳态

§4-4非稳态导热问题的数值解法在非稳态导热问题中,不但需要对空间区域进行离散,还需要对时间变量进行离散,接下来以一个一维非稳态导热问题为例,重点介绍对非稳态项的离散方法,以及不同离散方法对计算带来的影响等。

第3页:一、物理问题和数学描述厚度

一、物理问题和数学描述厚度2δ的无限大平壁,λ、a为已知常数,τ=0时温度为t0,突然将其放置于两侧温度为t并保持不变的流体中,两侧表面与流体之间的表面传热系数为h。

2δh,t∞h,t∞

第4页:δh,t∞h,t∞

2δh,t∞h,t∞

第5页:二、时空坐标的离散

二、时空坐标的离散0xτnin,in-1,in+1,in,i+1n,i-1•把【0,δ】分成(N-1)等分,有N个节点,网格步长为Δx;

  • 把要计算的时间分成(I-1)等分,有I个时层,时间步长为Δτ。

任一时刻任一几何位置上的温度可以表示为:

第6页:xτnin,in-1,in+1,in

0xτnin,in-1,in+1,in,i+1n,i-1①内节点1.热平衡法

第7页:右端边界节点③左端对称

  • ②右端边界节点③左端对称

第8页:显式代数方程组

显式代数方程组

第9页:

第10页:向前差分(forward

  • ①向前差分(forward difference)2.直接用差分代替微分

第11页:向后差分(backward

  • ②向后差分(backward difference)

第12页:中心差分(central

  • ③中心差分(central difference)

第13页:内节点离散方程

内节点离散方程

第14页:三、稳定性分析

三、稳定性分析(stability)1.显式格式的数值稳定性系数必须反映“正”影响!

!

!

第15页:Ⅰ&ⅡBC时只考虑对内点的限制

Ⅰ&ⅡBC时只考虑对内点的限制;

  • ⅢBC时必须考虑对边界点的限制。

第16页:2.隐式格式的数值稳定性•绝对稳定

  • 2.隐式格式的数值稳定性•绝对稳定!

!

!

  • 计算复杂,工作量大!

《传热学》课件目录

顶部目录