优秀研究生学位论文题录展示

非正交曲线坐标系下的温度场和流场的计算

专 业: 钢铁冶金
关键词: 非正交曲线坐标系 温度场 流场计算 传热学 网格生成
分类号: TF302  TB115
形 态: 共 72 页 约 47,160 个字 约 2.256 M内容
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内容摘要


流动与传热现象大量地出现在自然界及整个工程领域,其具体的表现形式多种多样,而这些现象大多是在不规则的区域中进行的,因此,如何对不规则区域内的流动与传热进行数值计算,是近年来计算传热学中的重要研究课题。

大多研究者都采用贴体坐标来处理不规则边界,因此本文也采用贴体坐标来模拟梯形区域的流场和温度场,具体进行了以下工作:

①首先概述了网格生成技术和各种数值模拟方法的研究进展,详细描述了利用非正交曲线坐标系下代数法的原理及实施方法。

②采用贴体坐标BFC技术处理所计算的梯形区域的不规则性,生成了梯形区域物理平面的贴体网格。

③对二维不可压缩稳定流动和二维传导传热的问题,利用生成贴体坐标的代数法将物理平面的梯形区域转化到计算平面的矩形区域,并将物理区域中的边界条件向计算区域进行了一一对应转换。

④离散了非正交曲线坐标下温度场和流场的控制方程,以直角坐标速度分量为动量方程的主要求解变量,以非正交曲线坐标速度分量为连续性方程的求解变量,对不可压缩Navier-Stokes方程进行数值求解。

采用交错网格布局,消除出现的压力场的非物理性振荡现象。

应用标准κ-ε湍流模型来进行湍流的模拟。

⑤在直角坐标系下的SIMPLE程序的基础上,编制了非正交曲线坐标系下的湍流计算程序,同时应用此程序对任一角度的梯形区域的温度场和流场进行模拟计算。

并在同一条件下与直角坐标系所模拟的温度场、流场进行比较,结果显示与直角坐标系下的一般规律及理论吻合甚好,说明了采用非正交曲线坐标方法处理复杂边界的正确性和可行性..……

全文目录


文摘
英文文摘
1文献综述
1.1温度场、流场的数值求解方法
1.1.1有限差分法
1.1.2有限元法
1.1.3有限分析法
1.1.4边界元法
1.1.5加权残数法
1.1.6有限体积法广义差分法
1.2各种数值模拟方法的网格生成技术研究进展
1.2.1有限差分法
1.2.2有限元法
1.2.3有限分析法
1.2.4有限体积法
1.2.5其它方法
1.3网格生成技术的研究进展
1.3.1结构网格
1.3.2块结构网格
1.3.3非结构网格
1.4课题研究的可行性及其内容
1.4.1可行性
1.4.2内容
2数学模型的建立
2.1梯形区域二维流场数学模型的建立
2.1.1模型的假设条件
2.1.2物理平面的控制方程
2.1.3边界条件
2.1.4数值计算中的一些要求
2.1.5近壁面区域紊流的处理
2.2梯形区域内稳态传导传热数学模型的建立
2.2.1模型的假设条件
2.2.2物理平面的控制方程
2.2.3边界条件
3传输过程控制方程及其边界条件的变换和离散化求解
3.1传输过程控制方程通式
3.2代数法生成适体坐标BFC网格
3.2.1代数变换法生成适体坐标网格
3.2.2原理及其划分方法
3.2.3代数法生成网格的两条规则
3.2.4网格坐标转换的控制方程
3.2.5采用代数法进行网格变换的应用
3.3流动控制方程及边界条件的变换、离散及其计算方法
3.3.1二维流动控制方程的变换
3.3.2边界条件的变换
3.3.3控制方程的离散及数值计算方法
3.3.4计算步骤
3.4稳态传导传热控制方程的变换
3.4.1计算平面上的控制方程
3.4.2边界条件的变换
3.4.3控制方程的离散化
3.4.4计算方法
3.5物理平面与计算平面的源项之间的对应关系:
4数值计算的结果与分析
4.1流场计算方法及条件
4.1.1各种角度下的流场计算结果与分析
4.1.2分析与讨论
4.1.3小结
4.2温度场计算方法及条件
4.2.1各种角度下梯形区域的温度场计算结果与分析
4.2.2分析与讨论
4.2.3小结
结论
参考文献

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中图分类: > TF302 > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金机械、冶金生产自动化 > 一般性问题 > 设计、计算与制图
其他分类: > TB115 > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程基础科学 > 工程数学 > 计算数学的应用

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