计算流体力学电子教案.ppt

1、计算流体力学电子教案，清单，第一章介绍第二章扩散问题的有限体积法第三章对流扩散问题的有限体积法第四章差分形式问题第五章压力-速度耦合问题的有限体积法第六章有限体积法离散方程的解法第七章非定常流动问题的有限体积法第八章边界条件处理，第二章扩散问题的有限体积法，第二-1维稳态扩散问题的FVM计算形式2-2多维稳态初步知识：高斯公式(吴氏公式)，或：一维条件下吴氏公式，一般变量方程，瞬态扩散方程，稳态扩散方程，瞬态对流扩散方程，稳态对流扩散方程2-1维稳态扩散问题的FVM计算格式，从一般变量方程中获得的稳态扩散方程2-1 ，以上一维条件下的稳态扩散方程：以上表达式中是一般变量，可以是温度、速度等变量

2、。扩散系数或粘度系数，s是源项。2-1-2解决一维稳态扩散问题的步骤，第一阶段离散网格生成第二阶段控制方程(统一格式)解决离散方程组形成第三阶段方程组，第一阶段：离散网格生成，控制体分割(控制体后分割节点，控制体中心节点)，相关尺寸定义)，以及也就是说，扩散系数_ _和场变量的渐变需要知道控制体东西边界的值。这些值可以由节点的值插补。使用线性插值(近似处理)时，对于统一网格：、目前，MATLAB的AB语句(高斯消元法)暂时可用。下面以两个茄子例子说明有限体积法如何求出一维稳定扩散问题。步骤3:释放方程组，示例2.1没有热源的一维稳态热问题图标绝热棒长度为0.5m，截面面积A=10-2m2，左端

3、温度和右端温度保持为TA=100C，TB=500C。杆材料导热系数k=1000W/(m K)。在稳定状态下求绝热棒的温度分布。求解：牙齿问题的控制微分方程是，将牙齿表达式与(2-1)表达式进行比较，可以使用三步解决方法。第一步：生成离散网格(首先是控制体后面的节点)，生成5个单元(解决牙齿问题)，第二步：构造离散方程，将离散方程应用于解析域中的2，3，4节点(2-8)，因此无法解决可见边界条件的引入，域内的边界牙齿方法仍是边界控制中的微分方程积分。微分方程：常识累积在左边界控制器上。也就是说，在上述过程中，将A点的温度梯度dT/dx和A点和1点的温度线性相关，(2-12)表达式整理为节点温度。

4、常型和(2，即左边界的离散方程可以写为：示例2.2内部热源正常状态热问题图标厚度L=2厘米的无限平板，热传导率k=0.5W/(m K)，板块内部均匀热源q=1000kW/m3，表面温度A，表面温度A求出板块内x方向的温度分布。解析：板在Y，Z方向上无限，因此只能考虑一维问题，即X方向。与被动问题相比，控制方程中添加了源项。也就是说，第一步：生成离散网格(首先是控制体后面的节点)，生成5个单元，第二步：可以直接应用离散方程构造方法1:公式(2-8)，但是边界节点需要特殊处理。表达式中的注：方法2:也可以通过控制方程的积分导出离散方程。在同一个例子2.1的过程中，可以通过以下方法求出离散方程：因为

5、厚度L=2厘米，导热系数k=0.5W/(m K)，电路板内的统一内部热源q=1000kW/m3，表面温度a，b分别保持为TA=100C和TB=200C，所以计算板块内x方向的温度分布，控制体2，3，4，1，5的离散方程为，应用高斯分支定理。格式之一：S是控制器曲面，S的小曲面的外部法线和XYZ轴之间的角度积分可以使用线性插值方法获得前四项中的一项。即，定理：一般形式，一般离散方程：格式中：步骤3:离散方程组求解，二维稳态扩散问题的有限体积求解，如2.3，二维加热板块，板块厚度1厘米，材料热传导率k=1000w求板块内的温度分布。(在牙齿主题中，Q的尺寸与示例2-2中的Q不同。)解析：将网格除以

6、x=y=0.1m。控制微分方程：离散方程：以上离散方程可以处理6，7控制器。不能直接处理边界控制器。对于控制体6，7:对于边界控制体，可以从控制积分方程中得到离散方程。以第四控制体为例，说明了离散方程的建立过程。首先介绍传热问题的规律。傅里叶定律：热传导率与垂直于温度梯度和热流方向的表面积成正比。dQ热导率，w或j/s；DA等温表面面积，m2；温度梯度，/m或k/m；l导热系数，W/(m)或W/(mK)。减号表示热流方向与温度渐层方向相反。数学表达式：从上面数：(可见热流强度Q的单位为W/m2)。)，研究区域没有热源，因此S=0。也就是说，由傅立叶定律和：组成的离散方程：以同样的方式，另一个边

7、界控制器的离散方程(绝热边界q=0的情况)。牙齿方程式构成一个线性方程组。解法需要得到板块内的温度分布。，在计算结果中能看到温度分布的特性吗？%牙齿程序用于绘制李仁宪有限体积法p26件2.3等温线X=0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.15 0.15 0.15 0.25 0.25 0.25 0.25。y=0.05 0.15 0.25 0.35 0.35 0.05 0.15 0.25 0.35 0.05 0.15 0.15 0.15 0.25 0.35 0.15 0.25 0.35；t=260 242 . 2 205 . 6 146 . 3 222 . 7 211 . 1 178 . 1 129 . 7 212 . 1 196 . 5 166 . 2 124；Lx=0:0.01:0.3Ly=0:0.01:0.4x，y=网格栅格(LX，ly)；Z=griddat