انتقال حرارت گذرا برای درک اینکه چگونه تغییرات دما در طول زمان در سیستم های حرارتی ضروری است، روش های عددی ارائه می دهد روش های عملی برای شبیه سازی این فرآیندها زمانی که راه حل های تحلیلی دشوار یا غیرممکن است برای به دست آوردن.این مقاله تکنیک های عددی مشترک را معرفی می کند و نمونه هایی از کاربرد آنها را فراهم می کند.

اصول انتقال گرما ترانسال

انتقال گرما گذرا شامل تغییر دما در یک ماده در طول زمان است.این توسط معادله رسانای حرارتی اداره می شود که خواص حرارتی مانند هدایت، حرارت خاص و چگالی را در نظر می گیرد. راهکارهای تحلیلی محدود به هندسه های ساده و شرایط مرزی است و روش های عددی ارزشمند برای سیستم های پیچیده است.

روش های عددی برای مدل سازی

چندین تکنیک عددی برای شبیه سازی انتقال گرما گذرا، از جمله تفاوت محدود، عنصر متناهی و روش های حجم محدود استفاده می شود.این روش ها دامنه های فضایی و زمانی را برای تقریبی توزیع دما در طول زمان، دیسک می کنند.

روش تفاوت Finite Method

روش تفاوت محدود دامنه را به یک شبکه تقسیم می کند و معادلات تفاوت را در مشتقات تقریبی اعمال می کند، پیاده سازی برای هندسه های ساده ساده ساده و مناسب برای مشکلات یک بعدی است.

روش Finite Element Method

روش عنصر محدود دامنه را به عناصر کوچکتر تقسیم می کند، که اجازه می دهد برای هندسه های پیچیده و شرایط مرزی، به طور گسترده ای در برنامه های مهندسی برای انعطاف پذیری و دقت آن استفاده می شود.

مثال درخواست

یک میله فلزی را در یک انتهای یک تغییر دما ناگهانی در نظر بگیرید.با استفاده از روش تفاوت محدود، تکامل دما در طول میله می تواند در طول زمان شبیه سازی شود.تضر کردن میله به بخش ها و استفاده از طرح های زمان بندی روشن یا ضمنی، مشخصات دما را در هر مرحله زمانی به دست می آورد.

  • تعریف خواص مواد
  • Discretize Domain
  • اعمال شرایط اولیه و مرزی
  • یک طرح زمانبندی را انتخاب کنید
  • برای به دست آوردن توزیع دما