主要内容

带腔砌块内的传热

本文给出了如何求解带腔体砌块内的热分布问题。

考虑一个包含矩形裂缝或空洞的块。块的左侧被加热到100摄氏度。例如,在砌块的右侧,热量以恒定的速率从砌块流向周围的空气 - 1 0 W / 2 。所有其他的边界都是绝缘的。启动时的块内温度 t 0 0 是0度。我们的目标是模拟前五秒的热量分布。

创建热分析模型

解决传热问题的第一步是建立热分析模型。这是一个容器,包含几何形状、热材料特性、内部热源、边界上的温度、通过边界的热流、网格和初始条件。

Thermalmodel = createpde(“热”“瞬态”);

进口几何

将块几何形状添加到热模型中geometryFromEdges函数。这个问题的几何描述文件被调用crackg.m

geometryFromEdges (thermalmodel @crackg);

绘制几何图形,显示边缘标签。

pdegplot (thermalmodel“EdgeLabels”“上”) ylim([-1,1])轴平等的

图中包含一个轴对象。axes对象包含9个类型为line, text的对象。

指定材料的热性能

指定材料的导热系数、质量密度和比热。

thermalProperties (thermalmodel“ThermalConductivity”,1,“MassDensity”,1,“SpecificHeat”1);

应用边界条件

指定左边边缘的温度为One hundred.,并通过右边缘恒定的热流到外部-10年。工具箱对所有其他边界使用默认的绝缘边界条件。

thermalBC (thermalmodel“边缘”6“温度”, 100);thermalBC (thermalmodel“边缘”,1,“HeatFlux”, -10);

设置初始条件

设置初始值0因为温度。

thermalIC (thermalmodel 0);

生成网格

创建和绘制网格。

generateMesh (thermalmodel);图pdeesh(热模型)二次三角形单元网格

图中包含一个轴对象。标题为Mesh with Quadratic triangle Elements的坐标轴对象包含2个类型为line的对象。

指定解决时间

将溶液时间设置为0到5秒,每步1/2。

Tlist = 0:0.5:5;

计算解决方案

使用解决函数来计算解。

Thermalresults = solve(thermalmodel,tlist)
thermalresults = TransientThermalResults with properties: Temperature: [1320x11 double] SolutionTimes: [0.5000 1 1.5000 2 2.5000 3 3.5000 4 4.5000 5] XGradients: [1320x11 double] YGradients: [1320x11 double] ZGradients: [] Mesh: [1x1 FEMesh]

计算热通量

计算热流密度。

[qx,qy] = evaluateHeatFlux(thermalresults);

温度分布和热通量

用等温线等高线绘制最后时间步长t = 5.0秒的解,用箭头绘制热流矢量场。

pdeplot (thermalmodel“XYData”thermalresults.Temperature(:结束),“轮廓”“上”“FlowData”, (qx(:,结束),qy(:,结束),“ColorMap”“热”

图中包含一个轴对象。轴对象包含patch、line、quiver类型的13个对象。