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《不同材料激光加热条件下一维温度场研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、摘要：在本文中，要讨论半无限长金属棒在激光加热条件下，不同材料在空间和时间上一维温度场的分布。我们选取了铝，银，铜，铁四种材料，分别考虑无相变以及有相变条件下其温度场的分布规律。并且采用matlab编写程序，做出图像进行模拟。关键词：激光加热；不同材料；温度场一问题的提出半无限长金属棒一端激光加热·，瞬时温度达到，金属棒初始温度为，求其一维温度场分布。二数学模型的建立半无限长金属棒在激光加热条件下，所建立的一维偏微分方程为其中为密度，c为比热容，为导热系数。这里假设导热系数与温度无关，则可得其中初始条件为边界条件为；则可得偏微分方程的误差解
2、析解：其中三无相变温度场分布这里我们假设材料初始温度为=300k，表面瞬间提升到=1000k。下面给出铝，铜，银三种材料的相关参数。材料（kg/m3）C(J/kgk)相变点（K）（W/mK）a()铝2.719022501.02铜8,933863801.1银10,4923210504.311.不同材料加热一段时间后空间上的温度场分布。这里取50s后，铝，铜，银三种材料的温度T关于x方向的图像，模拟图像如下所示：从图像可以观察到加热一段相同的时间之后，取同一x，他们的温度是铝<铜<银，而导温系数也是铝<铜<银，故导温系数越大，温度提升也更
3、快，即导热能力为铝<铜<银。同时可观察到随着x方向的延伸，距离端面越远，温度越低，温度变化越慢。Matlab编程代码为：x=[0:.001:1];y=50;t1=300;t2=1000;a=[1.02e-41.1e-41.78e-4];t11=t1+(t2-t1).*erfc(x./(2.*(a(1).*y).^0.5));t22=t1+(t2-t1).*erfc(x./(2.*(a(2).*y).^0.5));t33=t1+(t2-t1).*erfc(x./(2.*(a(3).*y).^0.5));plot(x,t11,x,t22,x,t
4、33);axis([0,0.5,300,1000]);xlabel('x','fontsize',16);ylabel('T','fontsize',16);legend('Al','Cu','Ag');title('time=50s','fontsize',24)；1.不同材料在x方向某一点的温度场分布。这里取x=0.01m处，铝，铜，银三种材料的温度T关于时间的图像，模拟图像如下所示：从图像可以观察到加热一段相同的时间之后，取同一时间，他们的温度是铝<铜<银，而导温系数也是铝<铜<银，故导温系数越大，温度提升也更快，即导热能力为铝<铜<
5、银。同时可观察到随着时间的变化，温度越来越高，且最后都趋向于1000K，但趋势逐渐变缓。Matlab编程代码为y=[0:0.001:20];x=0.01;t1=300;t2=1000;a=[1.02e-41.1e-41.78e-4];t11=t1+(t2-t1).*erfc(x./(2.*(a(1).*y).^0.5));t22=t1+(t2-t1).*erfc(x./(2.*(a(2).*y).^0.5));t33=t1+(t2-t1).*erfc(x./(2.*(a(3).*y).^0.5));plot(y,t11,y,t22,y,t3
6、3);axis([0,20,300,1000]);xlabel('time','fontsize',16);ylabel('T','fontsize',16);legend('Al','Cu','Ag');title('x=0.01','fontsize',24);四有相变温度场分布这里我们选取了金属铁为代表，考察其在有相变条件下温度场的分布。与为不同相，导温系数为m2/s，导温系数为m2/s则可得温度场分布如下所示：从图中可观察到曲线不再是一个平滑的曲线，存在一个节点，节点就是一个相变点，在相变点前后，曲线不是连续变化的。相变之后，相应的
7、导温系数a会发生变化，故得到的曲线也会有所变化，导致温度变化的速度以及导热速度发生改变，这是相变引起曲线变化的主要原因。Matlab编程代码为：五结语本文通过Matlab进行编程，模拟了半无限长金属棒在激光加热条件下，不同材料的一维温度场分布，分别考虑了有相变和无相变的问题。通过图像，更多的了解到了，在此条件下，温度场的分布规律，对导热传热有了更加深刻的理解。199条建筑设计知识1.公共建筑通常以交通、使用、辅助三种空间组成 2.美国著名建筑师沙利文提出的名言‘形式由功能而来’ 3.密斯.凡.德.罗设计的巴塞罗那博览会德国馆采用的是‘自由灵
8、活的空间组合’开创了流动空间的新概念 4.美国纽约赖特设计的古根海姆美术馆的展厅空间布置采用形式是串联式 5.电影放映院不需采光 6.点式住宅可设天井或平面凹凸布置可增加外墙面，
