分享到:

一种采用热焓处理相变导热问题的有效算法

处理相变导热问题的方法有许多,其中, __.、、.一~弘:。出‘七习朋:J人‘趁~念函澳行.烤法是数值求解还关l刊咫取币川阴/J百众一花神制微分方程中包含了两个待求变量,所以,离散后最终得到的打个代数方程包含着Zn个变量,从而使代数方程组的求解必须采用高斯一塞德尔迭代或与其相似的异步迭代〔‘’。这种异步迭代收敛速度很慢,尤其与相变的非线性特性交织在一起,每个时间步通常需要很多次迭代,很费机时,因而,计算起来很不方便。为了解决由于迭代所带来的缺陷,本文用有限元对相变导热的治法进行了研究,提出了一种有效的算法,即通过对单元热导矩阵的巧妙处理,可将非线性导热中采用的三时间格式引入活法方程的求解,从而不需要迭代就能得到解的结果。因此,可大大减少计算工作量,使计算时间大为减少。1有限元半离散方程一般说来,相变导热焙法的控制微分方程通常可写为:d(PH) dt=d iv(舟gradT)(1)其有限元半离散方程为:〔S〕〔P〕+〔K〕〔T〕二...  (本文共5页) 阅读全文>>

《工业加热》2003年04期
工业加热

反向导热问题的求解

研究工作中求解反向导热问题的目的是对于热工计算中的典型形状物体(平板、圆柱和球体)为达到给定的加热(或冷却)速率。确定所需要的物体表面...  (本文共1页) 阅读全文>>

《高校化学工程学报》1989年03期
高校化学工程学报

改进等温移动法求解二维果蔬类食品冻结过程中的导热问题

一、引言 在实际生产与生活中,很多现象涉及相变导热间题,如金属冶炼、铸造及食品冷冻等。由于这一类问题都涉及相变界面的移动,故又称其为移动边界间题川,数学上称其为Stefan间题121。解决该类间题的方法有实脸法和理论法,而理论解法中又分数值解和解析法。由于数值解法比实脸法准确,适用范围比解析法广,具有较强的通用性,因而受到人们的普遍重视。目前常用的数值方法主要有以下三种111:前沿跟踪法、固定前沿法和固定区域法,其中固定区域法较为简单、方便,在整个求解区城内其控制方程只有一个,数学处理上较容易,但在确定相界面位里时,该法因应用插值而引人误差。因此,Crank等人建议应谨懊使用该方法。相比之下,前沿跟踪法和固定前沿法在确定相界面位!方面具有较突出的优越性,特别是等温移动法。等温移动法(L以herm响办tion职le th记简称.协至)是由C卜emouskol31及众x和OZekt41于1970年分别对一维无限大平板物料的冷冻间题首...  (本文共8页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》2015年06期
工程热物理学报

生长速度对体点导热问题仿生优化结果的影响

o引言随着电子及通讯技术的迅速发展,高性能芯片 夏再忠w和程新广⑷等人则用仿生优化的方和大规模及超大规模集成电路的使用越来越广泛。法对体点问题进行了优化。仿生优化是基于生命演电子元件集成度的不断提高导致传统的对流换热已化原理,把高导热材料看作按照一定“演化准则”在不能满足器件的散热要求,热量将更多的以导热的“自然环境”中演化生长的"生命体”。为了达到定温方式散失出去。采用少量的高导热率材料构筑热量差下获得最大导热量或是定导热量下获得最小温差输运的高速通道,可以高效地强化导热过程。BejanW的目标,高导热材料的“演化准则”是进化选择温将电子器件的散热问题归纳为体点导热问题,即在度梯度最大的部位,退化则淘汰温度梯度最小的部特定空间(“体”)内布置一定量的髙导热材料,使位“体”内的发热量以导热的方式高效地传到器件表 但是仿生优化作为仿生命演化生长的方法,并面的某一指定位置(“点”),从而降低器件内的温没有引入生长速度的概念,而且仿生...  (本文共4页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》2003年04期
工程热物理学报

激波内部的导热问题

l引 高超音速流中的激波问题虽从stocks提出至今,经过理想化的无粘流间断面处理和G.I.Taylor的实际气体有粘流的激波厚度处理得到了基本解决。但是作为化学反应动力学研究手段的激波管流动的深入研究(包括燃烧面研究)对于激波面被处理为绝热面提出了疑问。按照分子运动论,有强粘性动量传递就应该同时有强导热的能量传递存在。而激波实际也一直被看成有摩擦绝热范诺流和有传热无摩擦瑞利流的迭加。但激波中的理想流与摩擦的矛盾,以及绝热流与传热过程的矛盾并没有因为连续激波结构的处理得到合理的解释。本文试图重组范诺流和瑞利流的迭加来解释激波中的导热过程。2理想化的无粘流间断面模型 激波是物质流动过程中状态迅速变化的一个相当薄的区域,理论计算和实验测量都指出,正激波厚度的数量级为10。m,例如,在标准大气压下,当来流马赫数等于2时,激波的厚度约为2.54×10一’m,激波的厚度还随着马赫数的增大而迅速减小,所以它几乎总可以被理想化地看作是一个间断...  (本文共3页) 阅读全文>>

《计算物理》1987年01期
计算物理

边界元法解相变导热问题

、一、引言, 工程中常涉及相变问题。例如在半导体工艺中,控制融熔状态和固态的交界面形状对晶 片的形成、结晶缺陷的密度及组份的一致性起着决定作用帕。至今还无法用测试技术确定 环境冷却与相变面的函数关系,由于数值计算可超越空间和环境的限制,在这方面可体现其 相当的灵活性、 y,·解这类问题时,除了非线性边界条件外, }_区域内变量有间断及间断边界形状未知是造成 lr。 二月夕,吧尸尸,,,一一一一丫一微分方程边值问题非线性性质的主要因素。从 l乡二S二划!.物理意义上讲,这种间断是物质在发生相变时 h(x,,衍乡户/多习‘}的潜热所造成的,也即有源(汇)存在。考虑 护式1万叼IL到边界元法本身的物理背景,用于解决这类问 !,”「r:}题势必比传统的差分法或有限元法更为有利, l万1{本文的结果也说明了这个问题。 _」}l}__图1所示为典型的单晶硅生产工艺示意图 尸钾”牛一一一二一1厂ee卜”, rwe一一关-一‘一’一 【1“‘’...  (本文共6页) 阅读全文>>