二维稳态导热实验报告材料.doc

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1、传热学二维导热物体温度场的数值模拟作者：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指导教师：增耀实验时间：2012-10二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、外表面均为第三类边界条件，且已知：.33砖墙的导热系数2、外壁分布均匀地维持在0及30；图1-1

2、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，仅研究其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的稳态、无热源、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：外表面均为第三类边界条件，且已知：砖墙的导热系数af（m，n）cb=nemd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

3、、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，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

4、TA(i

5、,j)-T(i,j)

6、#includeint_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){inti,j,l;floatdt=1.0,dx=0.1,dy=0.1;floatt[13][17],a[13][17];floatq1=0,q2=0,q=0,e

7、;floatlmd=0.53,h1=10.33,h2=3.93,t1=30,t2=10,ep=1.0e-7;/*打印出题目*/printf("ttt二维稳态导热问题tt");printf("tttttt----振兴装备");printf("题目：二维导热物体温度场的电模拟实验");printf("矩形区域，l1=2.2;l2=3;l3=2;l4=1.2，假设区域无热源，导热系数为常熟，外表面均为第三类边界条件且已知t1=30;t2=10;h1=10.33;h2=3.93;LMD=0.53;求该矩形

8、区域的温度分布及垂直于纸面方向的单位长度上通过墙体的导热量。");/*各节点上的温度值*/{for(j=0;j<17;j++){t[0][j]=30.0;}for(i=1;i<13;i++){t[i][0]=30.0;}for(i=7;i<13;i++){t[i][7]=10.0;}for(j=8;j<17;j++){t[7][j]=10.0;}for(i=1;i<7;i++)for(j=1;j<17;j++)t[i][j]=20,a[i][j]=0;}{for(i=7;i<13;i++)for(j=1;j<7;j++)t[i][j]

9、=20,a[i][j]=0;}while(dt>=ep){{for(i=1;i<7;i++)for(j=1;j<17;j++)a[i][j]=t[i][j];}{for(i=7;i<13;i++)for(j=1;j<7;j++)a[i][j]=t[i][j];}{for(i=6;i<12;i++)for(j=2;j<6;j++)t[i][j]=(t[i-1][j]+t[i+1][j]+t[i][j-1]+t[i][j+1])/4;}{for(i=2;i<6;i++)for(j=2;j<16;j++)t[i][j]=(t[i-1][j]+t

10、[i+1][j]+t[i][j-1]+t[i][j+1])/4;}{for(j=2;j<6;j++)t[12][j]=(t[12][j-1]+t[12][j+1]+2*t[11][j])/4;