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有限单元法在传热学中的应用(第三版)


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有限单元法在传热学中的应用(第三版)
  • 书号:7030066715
    作者:孔祥谦
  • 外文书名:
  • 装帧:
    开本:
  • 页数:0
    字数:312000
    语种:
  • 出版社:科学出版社
    出版时间:
  • 所属分类:TK1 热力工程、热机
  • 定价: ¥28.00元
    售价: ¥22.40元
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内容简介
本书着重叙述温度场和粘性流场有限单元计算法的基本原理及实际应用,务求做到循序渐进、深入浅出和通俗易懂.为了适合自学,书中作了详细的推导并列举了较多的算例.
本书共分十三章.第一至九章以温度场为背景系统地阐述了有限单元法的基本理论和应用内容,使读者了解这种方法的由来和发展、数理基础及程序技巧,对各个环节都有详细的讲解;第十章介绍了有限单元网格自动生成的入门知识并提供了实用程序;第十一章叙述了相变导热计算的有限元法;第十二章介绍了粘性回流流场计算的有限元法;第十三章介绍了空间任意曲面辐射角系数计算的有限元法.这些都是有限元法在工程实践中的深化和扩展,主要是启发读者如何在自己的工作领域中发展和完善这种方法.书中提供了三种算法语言的程序.为了便于研究调试程序,这里主要介绍了BASIC语言,并适当提供了FORTRAN语言和C语言.这些程序集中在附录Ⅵ中.书后有篇幅较大的附录,对不熟悉数学理论的读者提供了必要的帮助.
本书可供高等院校热工、动力、能源、化工和机械专业的学生、研究生、教师及工程技术人员自学和参考.
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目录

  • 第三版序言
    第二版序言
    前言
    符号表
    第一章 固体导热偏微分方程
    §1.1 导热偏微分方程
    §1.2 傅里叶定律的说明
    §1.3 第一类边界条件
    §1.4 第二类边界条件
    §1.5 第三类边界条件
    §1.6 初始条件
    第二章 变分原理
    §2.1 变分法
    一、泛函
    二、固定端点的变分
    三、可动端点的变分
    §2.2 重积分下的变分问题(固定边界)
    一、公式的推导
    二、第一类边界条件平面稳态温度场
    §2.3 重积分下的变分问题(可动边界)
    一、公式的推导
    二、第二类边界条件平面稳态温度场
    三、第三类边界条件平面稳态温度场
    四、具有内热源的平面稳态温度场
    §2.4 轴对称稳态温度场的变分问题
    一、无内热源轴对称稳态温度场
    二、有内热源轴对称稳态温度场
    §2.5 非稳态温度场的变分问题
    一、无内热源平面非稳态温度场
    二、有内热源空间非稳态温度场
    §2.6 变分原理在求解微分方程中的应用
    第三章 加权余量法
    §3.1 偏微分方程的近似解法
    §3.2 子域定位法
    §3.3 点定位法
    §3.4 Galerkin法
    §3.5 最小二乘法
    §3.6 平面温度场“变分”方程的推导
    §3.7 轴对称温度场“变分”方程的推导
    第四章 简单三角形单元的分析
    §4.1 单元剖分和温度场的离散
    一、有限单元法方程的转变
    二、单元剖分规则
    三、温度插值函数
    §4.2 平面温度场单元变分计算
    一、第一类边界单元、绝热单元和内部单元的计算公式
    二、第二类边界单元的计算公式
    三、第三类边界单元的计算公式
    §4.3 轴对称温度场单元变分计算
    一、第一类边界单元、绝热单元和内部单元的计算公式
    二、第二类边界单元的计算公式
    三、第三类边界单元的计算公式
    第五章 有限单元法的总体合成
    §5.1 总体合成公式的推导
    §5.2 稳态温度场计算举例
    一、第三类边界条件
    二、绝热边界条件
    三、第一类边界条件
    四、第二类边界条件
    五、混合边界条件
    六、内热源问题的计算举例
    七、轴对称温度场计算举例
    第六章 稳态温度场有限单元法求解的特点
    §6.1 概述
    §6.2 代数解算
    一、迭代法
    二、消去法
    §6.3 有限单元法系数阵[K]在计算机上的形成与变带宽存贮
    一、非零元素宽度(N0[l]+1)的确定
    二、主对角元素kll地址N[l]的确定
    三、元素总贮量S的确定
    四、任意非零元素klp地址的确定
    五、下三角系数阵[K]的形成和存贮
    六、矩阵元素运算的判别条件
    七、顺追赶结果上三角阵的存贮
    八、节点编号对系数阵[K]元素存贮量的影响
    §6.4 计算实例
    一、平面稳态温度场问题
    二、轴对称稳态温度场问题
    第七章 瞬态温度场有限单元法求解的特点
    §7.1 抛物型方程的时间差分格式
    一、向前差分
    二、向后差分
    三、差分格式的发展
    §7.2 向后差分格式
    §7.3 Crank-Nicolson格式
    §7.4 Galerkin格式
    §7.5 三点后差格式
    §7.6 格式的稳定性
    §7.7 瞬态温度场的变步长计算
    §7.8 瞬态温度场计算机程序的特点
    第八章 三角形六节点等参单元
    §8.1 高次插值与等参数单元
    §8.2 六节点三角形等参单元公式的推导
    §8.3 瞬态温度场在三角形六节点单元中的离散
    一、内部单元、第一类边界单元和绝热单元的积分计算
    二、边界上的温度插值函数
    三、第二类边界单元的积分计算
    四、第三类边界单元的积分计算
    第九章 四边形等参单元
    §9.1 坐标变换
    §9.2 温度插值函数
    §9.3 单元变分计算
    一、平面温度场计算
    二、轴对称温度场计算
    §9.4 高斯数值积分
    第十章 有限单元网格的自动形成方法
    §10.1 有限单元网格的特点
    §10.2 有限单元网格的简单实例
    一、平面矩形问题
    二、轴对称问题
    三、圆盘面
    四、圆环面
    五、圆锥面和圆球面
    §10.3 计算机程序的特点
    一、单元信息的贮存方法
    二、单元的自动编号
    三、节点坐标的确定
    §10.4 有限单元网格自动生成实例
    一、柴油机活塞子午面的网格剖分
    二、锅炉膜式水冷壁及炉墙的网格剖分
    三、几点总结
    §10.5 映射技术的应用
    一、映射变形
    二、拉普拉斯方程映射函数
    三、泊松方程映射函数
    四、映射剖分网格计算实例
    第十一章 伴有相变的导热问题
    §11.1 概说
    §11.2 显热容法(固相增量法)模型
    一、固相率的提出
    二、相变导热微分方程式
    §11.3 相变导热的有限单元法分析
    一、相变潜热作为附加比热处理
    二、相变潜热作源项处理
    三、计算实例
    第十二章 粘性流体回流流场的有限单元法计算
    §12.1 概说
    §12.2 粘性流场的微分方程组
    §12.3 对流扩散方程的Galerkin法
    §12.4 动量方程求解的原始变量法
    §12.5 动量方程求解的流函数-涡量法
    一、定义和控制方程的引出
    二、边界条件
    三、动量方程对流项作源项处理的求解方法
    四、动量方程对流项和扩散项合并离散求解
    五、算例
    第十三章 空间任意曲面辐射角系数的有限单元法计算
    §13.1 辐射角系数的基本概念
    §13.2 基本计算公式的推导
    一、积分计算的数值求和形式
    二、单元内的高斯数值积分
    三、单元平面的空间解析式
    §13.3 计算机程序和算例
    附录
    Ⅰ.有关矩阵代数知识
    Ⅰ.1 行列式
    Ⅰ.2 矩阵
    Ⅱ.三角形面积#的推导
    Ⅲ.边界方向余弦
    Ⅳ.面积坐标
    Ⅳ.1 三角形面积域的积分
    Ⅳ.2 面积坐标变换(平面)
    Ⅳ.3 x,y的显函数形式
    Ⅳ.4 多重积分的变换
    Ⅳ.5 空间面积坐标
    Ⅴ.高斯积分
    Ⅴ.1 面积坐标的高斯积分公式
    Ⅴ.2 #定积分格式的高斯数值积分
    Ⅵ.计算机程序
    Ⅵ.1 伴有相变的导热温度场求解程序
    Ⅵ.2 ψ-ω法粘性回流流场求解程序
    Ⅵ.3 空间曲面辐射角系数求解程序
    参考文献
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