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基于热质运动概念的普适导热定律 被引量：26
1
作者 过增元 曹炳阳 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期4273-4281,共9页
根据爱因斯坦的质能等效关系式,热能具有的等效质量称为热质,从而在固态和气态介质中分别建立了声子气质量和热子气质量的概念.应用牛顿定律建立了含有驱动力、阻力和惯性力的热质(声子气或热子气)运动的动量守恒方程.由于热量在介质中... 根据爱因斯坦的质能等效关系式,热能具有的等效质量称为热质,从而在固态和气态介质中分别建立了声子气质量和热子气质量的概念.应用牛顿定律建立了含有驱动力、阻力和惯性力的热质(声子气或热子气)运动的动量守恒方程.由于热量在介质中的传递本质上就是热质(声子气和热子气)在介质中的运动,所以热质动量守恒方程就是普适的导热定律,能够统一描述各种条件下的导热规律.当热流密度不是很大从而热质惯性力可以忽略时,热质动量守恒方程就退化为傅里叶导热定律,这表明傅里叶导热定律是特殊条件下的导热定律,对于微纳尺度条件下的导热,热流密度可以极高,由速度空间变化引起的惯性力不能忽略,在稳态导热情况下也将出现非傅里叶导热,此时在计算或者实验中不能用热流密度除温度梯度求导热系数.在超快速加热条件下,必需考虑惯性力,与基于CV导热模型的波动方程相比,普适的导热定律增加了因速度空间变化引起的惯性力项,所以在介质中热波叠加时不会出现产生负温度的非物理现象,表明基于热质运动概念的普适导热定律更为合理. 展开更多
关键词 傅里叶导热定律 普适导热定律 热质运动 非傅里叶导热
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一维热传导方程推导及定解条件小结
2
作者 默会霞 梅婷 《物理通报》 CAS 2024年第2期79-82,共4页
以均匀且各向同性的细棒为例,用两种方法推导细棒在传热过程中温度所满足的偏微分方程,且对一些常见的定解条件进行总结说明.
关键词 热传导方程 定解条件 fourier定律 能量守恒与转化定律 Newton冷却定律
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气压公式及其温度修正 被引量：6
3
作者 舒锋 《邵阳学院学报（社会科学版）》 2003年第2期154-156,共3页
推导和分析了量度地球大气压强的近似公式 ,并用不同物理模型对其温度进行了修正 .
关键词 气压公式 温度修正 大气压强 静力学 付里叶定律 热传导方程 热力学第一定律 绝热递减率
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大跨度斜拉桥钢-混组合梁一维日照温度场高效数值模型构建及试验验证
4
作者 黄民水 张健蔚 +3 位作者 罗金 万能 邓志航 何仲骜 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期197-205,共9页
由于内部材料的分层,钢-混组合梁整体竖向温度梯度分布不均匀,温度场求解困难且模拟精度和效率不理想。该文以傅里叶热传导定律为理论基础,推导了钢-混组合梁的一维日照温度场数值计算通用模型,采用逐次超松弛迭代法进行求解;通过一个钢... 由于内部材料的分层,钢-混组合梁整体竖向温度梯度分布不均匀,温度场求解困难且模拟精度和效率不理想。该文以傅里叶热传导定律为理论基础,推导了钢-混组合梁的一维日照温度场数值计算通用模型,采用逐次超松弛迭代法进行求解;通过一个钢-混组合梁数值案例,对比分析了该方法与COMSOL的计算精度和效率;基于某大跨度斜拉桥的温度健康监测数据,验证了该方法对于日温度时程和全截面竖向温度梯度仿真的精度,并将竖向温度梯度的仿真结果与我国桥梁规范进行了对比。结果表明:该方法计算精度与物理场仿真软件保持一致,计算效率提升了78.3%,并能准确模拟大跨度斜拉桥钢-混组合梁的竖向温度分布,为大跨度斜拉桥钢-混组合梁温度效应的计算提供了强有力工具。 展开更多
关键词 一维日照温度场 高效数值模型 逐次超松弛迭代法 钢-混组合梁 傅里叶热传导定律
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基于室内供暖温度调控的数学建模研究 被引量：1
5
作者 王嗣淇 邓睿翔 +1 位作者 颜志雄 佟东霖 《科学技术创新》 2022年第17期81-84,共4页
冬季北方部分地区采取热水供热的供暖方式,研究如何控制进水流量使得室内温度维持在一个相对稳定的范围具有实际意义。针对空间温度分布问题,本文将三维空间节点化,建立了空间节点控制模型,将空间节点分为热源节点与非热源节点,分别基... 冬季北方部分地区采取热水供热的供暖方式,研究如何控制进水流量使得室内温度维持在一个相对稳定的范围具有实际意义。针对空间温度分布问题,本文将三维空间节点化,建立了空间节点控制模型,将空间节点分为热源节点与非热源节点,分别基于热传导方程与非热源节点由雅可比迭代法进行求解,得到该房间各高度所在平面的温度分布图可知,从南北方向来看,每个高度的分布图都呈现靠近南、北墙两端温度相对较高、中间相对较低分布;而从东西方向来看,则呈现中间温度相对较高、两端温度相对较低的分布。另外,高度越高,热量分布相对越均匀。针对当水流量变化的问题,我们对暖气片产热量进行修正,以0.1m^(3)/h为间隔求解不同进水流量的出水温度,然后利用空间节点控制模型求解房间的动态温度分布,得到平均温度随水流量的变化趋势:随着进水口流量每增加温度提高的幅度逐渐变小。对于最小耗水量问题,本文以最小累计耗水量为单一目标,在约束条件下进行求解。并在室内平均温度为21℃、标准差为1.5℃、进水口流量在0.1-1.0m^(3)/h的约束条件利用lingo求解得到最小进水量为13.59m^(3)。 展开更多
关键词 温度分布 傅里叶热传导定律 能量守恒定律 雅克比迭代 单一目标规划
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基于雅克比迭代算法室内温度分布问题的研究——封闭空间内点热源的散热情况
6
作者 孔祥灿 曾天祥 +1 位作者 杜斌 金鑫 《应用数学进展》 2020年第9期1612-1629,共18页
本文章在给定环境下,求出室内的稳态、动态温度分布。通过傅立叶导热定律,采用热平衡法建立区域节点离散方程,利用雅克比迭代算法进行分析求解。通过围护结构耗热量公式计算出房间的基本耗热量,推导以房间温度为变量的能量守恒方程,求... 本文章在给定环境下,求出室内的稳态、动态温度分布。通过傅立叶导热定律,采用热平衡法建立区域节点离散方程,利用雅克比迭代算法进行分析求解。通过围护结构耗热量公式计算出房间的基本耗热量,推导以房间温度为变量的能量守恒方程,求得出水口水温,然后确定定解条件,建立稳态导热内节点离散方程,并利用雅克比迭代的方法表达连续介质各点在同一时刻的温度分布。把进水口流量分成等差值情况进行分析讨论,在不同流量下,依据能量守恒方程,便可通过假设出水口温度求出室内平均温度,进而分别求出每种流量下的室内温度分布。 展开更多
关键词 热量守恒 傅立叶导热定律 雅克比迭代算法 供热调节
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瞬态非傅里叶导热效应判据的探讨 被引量：13
7
作者 余宁 潘健生 +1 位作者 顾剑锋 胡明娟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期156-158,143,共4页
讨论了通用傅里叶导热定律的数学模型 ,推导了半无限大物体在第一类边界条件下的基于非傅里叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解。通过分析非傅里叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程 ,提出了非傅里叶导热效应的瞬态判据以及... 讨论了通用傅里叶导热定律的数学模型 ,推导了半无限大物体在第一类边界条件下的基于非傅里叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解。通过分析非傅里叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程 ,提出了非傅里叶导热效应的瞬态判据以及非傅里叶导热的作用范围 ,对研究工程中瞬态导热问题 (如激光处理 ,电子束处理等 ) 展开更多
关键词 非傅里叶导热效应 瞬态判据 数学模型 瞬态导热
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强瞬态非傅立叶导热效应判据与激光冲击硬化应用的探讨 被引量：4
8
作者 余宁 胡明娟 +1 位作者 潘健生 顾剑锋 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期28-32,共5页
为了更好地反映激光冲击硬化的强瞬态特征及建立非傅立叶导热效应作用范围的判据 ,本文讨论了通用傅立叶导热定律的数学模型 ,推导了半无限大物体在第一类边界条件下基于非傅立叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解。通过分析非傅立... 为了更好地反映激光冲击硬化的强瞬态特征及建立非傅立叶导热效应作用范围的判据 ,本文讨论了通用傅立叶导热定律的数学模型 ,推导了半无限大物体在第一类边界条件下基于非傅立叶导热定律的双曲线型偏微分方程的解析解。通过分析非傅立叶导热定律在瞬态条件下温度分布的变化过程 ,提出了非傅立叶导热效应的强瞬态判据。并就强瞬态导热现象对激光热处理的影响进行了讨论。指出按照非傅立叶导热定律计算能更好反映激光作用的热冲击特征。 展开更多
关键词 非傅立叶导热效应 强瞬态判据 激光冲击硬化
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局部热冲击作用下热障涂层热力耦合问题研究 被引量：1
9
作者 张龙 陈小亮 +2 位作者 郑安节 田祖安 黄开志 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期23-28,共6页
针对局部受强瞬态热冲击作用下的四层热障涂层系统,采用非Fourier热传导定律,建立二维线弹性热力耦合方程组及相应边界条件和初始条件。对热障涂层的温度场和应力场进行模拟,并分析其可能产生破坏的原因。结果表明,热在涂层中是以波的... 针对局部受强瞬态热冲击作用下的四层热障涂层系统,采用非Fourier热传导定律,建立二维线弹性热力耦合方程组及相应边界条件和初始条件。对热障涂层的温度场和应力场进行模拟,并分析其可能产生破坏的原因。结果表明,热在涂层中是以波的形式传播的,并在界面上产生反射和叠加,具体给出了热波波前的传播路径。最高温度和最大应力总是出现在热波波前区域。由于材料性质不同,陶瓷层和氧化层界面产生热失配现象,可能会使界面处发生剥离,使涂层失效。 展开更多
关键词 局部热冲击 非fourier热传导 热力耦合 热障涂层
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