Fluent三维瞬态温度场仿真算法研究
关键词 温度场 热传导方程 有限容积法 Fortran Fluent
Title Research on the three dimensional transient
temperature field simulation algorithm
Abstract
Concentrating on important research field, temperature field, this paper
makes a research on the general control equations’ dissertation
progress of two dimensional and three dimensional temperature field. In
the grid pision part, this paper use uniform and regular grids. In
the iteration part, this paper use Gauss-Seidel iterative method. Make
a general computation program by Fortran language and realize the
ability that can be used to compute the steady and unsteady three
dimensional heat transfer temperature field. This paper gives the
different simulation algorithm under different boundary conditions.
Verify the correctness through comparison with the computation results
of Fluent. The conclusion shows that the results of the program fit
well with the results of Fluent.
Keywords Temperature Field Heat Transfer Equation Finite Volume
Method Fortran Fluent
目 次
绪论 1
研究背景及意义 1
三文瞬态温度场仿真算法的研究综述 1
本文的主要工作 4
数学模型 .. 5
控制方程 5
离散方法 6
离散方程求解 . 10
对边界条件的处理 13
本章小结 .. 14
温度场仿真程序设计 15
程序设计初衷及设计思想 15
仿真程序介绍 . 15
本章小结 .. 17
温度场数值算例 . 18
稳态三文温度场算例 . 18
非稳态三文温度场算例 .. 25
本章小结 .. 27
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 . 30
绪论
研究背景及意义
随着工业水平的提升，对温度场进行分析与数值仿真普遍存在于工业领域当
中。譬如，在锅炉的燃烧中，通过温度场的仿真来对高温部位进行预处理；在建
筑的构件设计中，通过温度场的数值仿真，来决定各个构件的材料；在复杂陶瓷
件的烧结过程中，借助温度场的分析，可以控制烧结时的时间与温度；在实际的
工程运用中，比如研究燃烧室内的燃烧，为了某一时刻炉膛内的各处的温度，进
探讨该温度场分布是否合理，但在现实实验中由于测量仪器的限制，对于测量点
的数量以及测温时刻都不能很好的把握，在这种情况下，对瞬态温度场进行数值
仿真就能弥补这些不足。只需实际测量某些点的温度以验证温度场仿真的正确性
即可。这些研究都涉及到了温度场的数值仿真。很显然，了解不同时刻的温度场
分布是相关工作进行的基本前提。因此研究和计算不同时刻物体的温度场分布具
有积极的现实意义[1]
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