西安交通大学传热学大作业

1、传热学机器大型作业二维热传导物体温度场的数值模拟学校：西安交通大学名字：张晓露学号：13133课程：活动a061.问题(4-23)假设有砖造的矩形剖面的冷通道，形状和剖面尺寸在垂直纸张方向上冷空气和砖墙的温度变化很小，差异几乎可以忽略，如下图所示。砖墙剖面中的温度分布在以下两种情况下计算：垂直于纸张方向的每米长度向墙砖传导热量。第一种情况：内墙和外墙分别保持为10和30第二种情况：内墙和外墙具有流体和对流传热，2.问题分析1.控制方程式2.边界条件所研究的对象是关于水平轴和垂直轴对称的，因此只需研究四分之一，如下图所示。对于上图中显示的每个边界：边界1:对称显示：此边界是隔热层。边界2:情况1

2、:第一种类型的边界条件案例2:第三种类型的边界条件边界3:情况1:第一种类型的边界条件案例2:第三种类型的边界条件三：区域离散化和正式刘涛平行于一系列坐标的栅格线将显示的区域离散化，每个交点可以视为近似表示节点所在区域平均温度的节点，如下图所示。用热平衡法列出每个节点温度的代数方程。在第一种情况下：内部角点：直线边界1:直线边界2:直线边界3:在第二种情况下：内部角点：直线边界1:直线边界2:直线边界3:内部角点：外部角点：4.每个节点的温度和制冷损失(制冷刘涛后) (编程到fortran)通过上述区域离散化分析，可以得到几十个方程，要求解这些方程一定很麻烦，所以用迭代方法通过计算机编程解决这

3、些方程的解，就可以得到各点的温度值。迭代方法：在迭代方法中，首先对计算字段进行假设(设置初始字段)，然后在迭代计算期间继续改进，直到计算前的假设值和计算结果的差异小于可接受的值，据说迭代计算已经收敛。要解决此问题，请使用gaussian-sedel迭代方法。在第一种情况下，等温边界program dengwen01implicit noneinteger m、nreal t (16，12)、tt (16，12)、wc (16，12)real 33363603360 wcmax=0.2real 33363603360 chuwen=20integer:t1=10=10integer:t2=30r

4、eal q1、q2、q3、q4、q5、tz和qqdo m=7，16t(m，7)=t1end dodo n=1，7t(6，n)=t1end dodo n=1，12t(1，n)=t2end dodo m=2，16t(m，12)=t2end dodo m=2，5do n=1，11t(m，n)=chuwenend doend dodo m=6，16do n=8，11t(m，n)=chuwenend doend dodo while(wc max 0.000001)do m=2，16tt(m，12)=t2end dodo n=1，12tt(1，n)=t2end dodo m=7，16tt(m，7)=t1

5、end dodo n=1，7tt(6，n)=t1end dodo n=8，11tt (16，n)=0.25 * (2 * t (16，n) t (16，n-1) t (16，n 1)end dodo n=8，11do m=6，15tt (m，n)=0.25 * (t (m 1，n) t (m-1，n) t (m，n 1) t (m，n-1)end doend dodo n=2，11do m=2，5tt (m，n)=0.25 * (t (m 1，n) t (m-1，n) t (m，n 1) t (m，n-1)end doend dodo m=2，5tt (m，1)=0.25 * (t (m 1，

6、1) t (m-1，1) 2 * t (m，2)end dodo m=1，16do n=1，12wc(m，n)=abs(t(m，n)-tt(m，n)end doend dowcmax=maxval (wc (1333616，1:12)do m=1，16do n=1，12t(m，n)=tt(m，n)end doend doend doopen(33，file=question1.txt)do m=1，16do n=1，12print*、 t(，m，n，)=，t(m，n)write(33，*)m、n、t(m，n)end doend doq1=0q2=0do n=2，6q1=q1 (4 * t (6

7、，n)-2 * t (5，n)-t (6，n 1)-t (6，n-1) * 0.53end dodo m=7，15q2=q2 (4 * t (m，7)-2 * t (m，8)-t (m 1，7)-t (m-1，7) * 0.53end doq3=(6 * t (6，7)-2 * t (5，7)-2 * t (6，8)-t (6，6)-t (7，7)内部角点q4=0.5 * (4 * t (6，1)-2 * t (5，1)-t (6，2)-t (6，2) * 0.53/6，1q5=0.5 * (4 * t (16，7)-2 * t (16，8)-t (15，7)-t (15，7) * 0.53q

8、q=4*(q1 q2 q3 q4 q5)*0.1print*、qq=、qqwrite(33，*)qq=，qqend program dengwen01运行结果：由于数据杨怡很多，因此请参阅附录或附录question1.txt以了解每个分支机构的温度在第二种情况下，对流边界program question02implicit noneinteger m、nreal t (16，12)、tt (16，12)、wc (16，12)real 33363603360 wcmax=0.2real 33363603360 chuwen=10real :3360 drxs=0.53integer:tf1=10

9、=10integer :3360 tf 2=30real qq，tzdo m=1，6do n=1，12t(m，n)=chuwenend doend dodo m=7，16do n=7，12t(m，n)=chuwenend doend doopen(01，file=question2.txt )do while(wcmax0.0001)do m=2，5do n=2，11tt (m，n)=0.25 * (t (m-1，n) t (m 1，n) t (m，n-1) t (m，n 1)！内部节点end doend dodo m=6，15do n=8，11tt (m，n)=0.25 * (t (m-1，

10、n) t (m 1，n) t (m，n-1) t (m，n 1)end doend dodo m=2，5tt (m，1)=0.25 * (2 * t (m，2) t (m-1，1) t (m 1，1)！边界1end dodo n=8，11tt (16，n)=0.25 * (2 * t (15，n) t (16，n-1) t (16，n 1)end dodo n=2，6tt (6，n)=(2 * t (5，n) t (6，n 1) t (6，n-1) 2 * 20 * 0.1 * 10/0.53)end dodo m=7，15tt (m，7)=(2 * t (m，8) t (m 1，7) t (

11、m-1，7) 2 * 20 * 0.1 * 10/0.53)end dodo n=2，11tt (1，n)=(2 * t (2，n) t (1，n 1) t (1，n-1) 2 * 4 * 0.1 * 30/0.53)边界3end dodo m=2，15tt (m，12)=(2 * t (m，11) t (m 1，12) t (m-1，12)2 * 4 * 0.1 * 30/0.55end dott (6，7)=(2 * (t (5，7) t (6，8) t (7，7) t (6，6) 2 * 20 * 0.1)内部角点tt (1，12)=(t (2，12) t (1，11) 2 * 4 *

12、0.1 * 30/0.53)/(2 * 4 * 0.1/外部角点tt (1，1)=(t (2，1) t (1，2) 4 * 0.1 * 30/0.53)/(2 4 * 0.1/0.53)tt (16，12)=(t (16，11) t (15，12) 4 * 0.1 * 30/0.53)/(2 4 * 0.1/0.53)tt (6，1)=(t (5，1) t (6，2)20 * 0.1 * 10/0.53)/(2 20 * 0.1/0.53)tt (16，7)=(t (15，7) t (16，8)20 * 0.1 * 10/0.53)/(2 20 * 0.1/0.53)do m=1，16do n

13、=1，12wc(m，n)=abs(t(m，n)-tt(m，n)end doend dowcmax=maxval (wc (1333616，1:12)do m=1，16do n=1，12t(m，n)=tt(m，n)end doend doend doopen(44，file=question02.txt )do m=1，16do n=1，12print*、 t(，m，n，)=，t(m，n)write(44，*)m、n、t(m，n)end doend dotz=0do n=2，7tz=tz t(6，n)end dodo m=7，15tz=tz t(m，7)end doqq=4 *(0.1 * 20 *(tz-15 * 10)0.05 * 20 *(t(6，1)-10) 0.05 * 20 * (t()print*、qq=、qqwrite(44，*)qq=，qqend program question02运行结果：由于数据杨怡很多，因此每个分支机构的温度都列在附录或附录question02.txt中5.通过壁面的每米冷却能力计算第一个问题：通过墙的制冷既可以从内部表面计算，也可以从外部表面计算，在这里，根据内部表面计算，第一个问题是恒温边界条件，所以只需计算内部边界每个节点获得的热量，然后求和即可第二个问题：