计算传热学 第1讲 绪论

《计算传热学 第1讲 绪论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、NumericalHeatTransfer能源动力学院唐豪hao.tang@nuaa.edu.cnLectureNotesforUndergraduates(RevisionA)主要内容•第一讲：绪论•第二讲：传热问题的数学描述•第三讲：数学模型与求解区域的离散化•第四讲：扩散方程的数值解•第五讲：离散方程的求解、加速及注意事项•第六讲：对流扩散方程的离散化•第七讲：非边界层对流换热的数值计算•第八讲：网格生成技术简介•第九讲：紊流模型主要内容•第十讲：工程软件综述——CFDNHT简介•第十一讲工程软件综述——热流分析专用软件•第十二讲：工程软件综述——前后处理技术简介•第十三

2、讲：工程应用导则与实例•第十四讲：FLUENT/GAMBIT算例•第十五讲：现代通用软件包的应用•第十六讲：能源动力工程的应用实例•第十七讲：航空宇航工程的应用实例•第十八讲：数值模拟方法与研究进展主要参考书•陶文铨编著.数值传热学.西安交通大学出版社•PatankarSV.NumericalHeatTransferandFluidFlow.N.Y.,McGraw-Hill,1980•ShihTM.NumericalHeatTransfer,Washington,HemispherePublishingCo.,1984•陶文铨著.计算传热学的近代进展.科学出版社，2000年•A

3、ndersonJDJR.ComputationalFluidDynamics.McGraw-Hill,1995学习与授课点滴学：自学动手作业考核：平时作业：独立完成期末考试授课：画龙点睛经验所得作业平时布置的作业：按要求完成上机作业：4个题，要求结课时一并提交上机实验：2个题第一讲LECTUREONE绪论INTRODUCTION阅读要求及作业帕坦卡，第一，二章作业：FLUENT上机练习1什么是计算传热学借助计算机用数值方法求解传热问题传热学的基本任务：给出数学模型数学模型的求解：数学家问题：实际问题及其复杂性特殊问题：数学家也无能为力出路：借助实验或近似方法求解数值方法是一种典

4、型的近似方法数学家发展起来的数值方法：不能奏效计算传热学：独具特色的数值方法推动了计算方法的发展计算传热学：内涵计算传热学是一种近似方法其基础是数值方法离散化的近似算法解：非连续的（分析解是连续的）求解区域代表点上待求变量的近似值数值方法的核心：一系列的点代表连续的求解区域离散的待求变量的数值逼近或近似待求变量（连续函数）计算传热学的内涵：离散Î连续计算传热学：总体步骤出发点和基础！给出物理模型（Physicalmodel/description)借助基本原理/定律给出数学模型（Mathematicalmodel)质量守恒（MassConservation）能量守恒（Energ

5、yConservation）动量守恒（MomentumConservation）傅立叶定律（Fourier’sheatconductionlaw)菲克定律（Fick’smassdiffusionlaw）牛顿内摩擦定律（Newton’sfrictionlaw）。。。。。。。计算传热学：总体步骤Very对数学模型进行简化和化简Important简化：物理上的！化简：数学上的求解区域的离散化(discretization)数学模型的离散化核心内容，成败关键恰当的方法建立结点（代表点）处待求变量近似值（未知！！）之间的代数关系：离散化方程计算传热学：总体步骤求解离散化方程制约因素可靠性

6、检验与分析解对比（简单问题）实验结果前人结果（Benchmarkproblems）结果表达与分析成品阶段图线拟合分析讨论历史与现状基本思想源远流长Newton&Leibniz20世纪30年代出现了有限差分法；图解法影响计算传热学发展的主要因素实际需求，计算机的发展特殊问题：20世纪30年代的有限差分法30～60年代的大空白物理现象深入透彻的理解70年代对流换热计算技术的快速发展物理机理（physicalmechanism）明确数学上确定物理数值方法的发展：相辅相成，互为促进现状与分类现状成熟的艺术，满足工程与科学研究的需要向系统化、通用化和商业化发展多种商业软件网上资源影响计算

7、传热学发展的主要因素实际需求，计算机的发展特殊问题：20世纪30年代的有限差分法30～60年代的大空白Blackboxprogramskilleasyreading现状与分类分类有限差分法（Finitedifferencemethod）历史上最早采用的数值方法，对简单几何形状中的流动与换热问题也是一种最容易实施的数值方法。其基本点是：将求解区域用与坐标轴平行的一系列网格线的交点所组成的点的集合代替，每个节点上，将控制方程中每一个导数用相应的差分表达式代替，从而在每个节点上形成一个代数方程，每