第 1章 工程傳熱與有限元分析基礎(chǔ)　1

1.1 熱力學(xué)與傳熱學(xué)概述　1

1.1.1 熱力學(xué)基本定律　2

1.1.2 熱量傳遞方式　3

1.2 固體傳熱基本方程　4

1.2.1 傅里葉方程　4

1.2.2 導(dǎo)熱控制方程　5

1.3 二階偏微分方程　7

1.3.1 二階偏微分方程的分類　7

1.3.2 定解條件　9

1.4 傳熱問題的定解條件　10

1.4.1 第 一類邊界條件　10

1.4.2 第二類邊界條件　10

1.4.3 第三類邊界條件　10

1.4.4 熱輻射邊界條件　11

1.4.5 初始條件　11

1.5 有限元法簡介　11

1.5.1 有限元方法　12

1.5.2 加權(quán)余量法　12

1.6 平面?zhèn)鳠岱治龅?節(jié)點三角形單元　14

1.6.1 單元插值函數(shù)　14

1.6.2 內(nèi)部單元加權(quán)余量模型　18

1.6.3 邊界條件計算方法　19

1.7 平面?zhèn)鳠岱治龅?節(jié)點四邊形單元　22

1.7.1 任意4節(jié)點四邊形單元　22

1.7.2 等參單元映射方法　23

1.7.3 正方形 的等參映射函數(shù)　24

1.7.4 正方形 的等參映射函數(shù)　25

1.7.5 平面?zhèn)鳠岱治龅牡葏�單元模型�?6

1.7.6 邊界條件計算方法　28

1.8 流動傳熱基礎(chǔ)　28

1.8.1 基本控制方程　29

1.8.2 湍流模型　29

1.8.3 流動初始條件和邊界條件　31

1.8.4 流動方程有限元求解思路　32

1.9 耦合傳熱基礎(chǔ)　36

1.9.1 熱固耦合　36

1.9.2 相變傳熱　37

1.9.3 蒸發(fā)與冷卻　39

1.9.4 多孔介質(zhì)傳熱　39

1.9.5 電磁傳熱　40

1.10 有限元法分析過程　42

1.11 單元插值函數(shù)的選取與收斂性分析　43

1.12 機(jī)器學(xué)習(xí)與傳熱分析　44

1.12.1 機(jī)器學(xué)習(xí)與傳熱有限元 分析　45

1.12.2 利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行 傳熱分析的思路　46

第 2章 COMSOL基本操作　47

2.1 COMSOL主界面　47

2.2 COMSOL傳熱分析流程　51

2.2.1 常規(guī)分析流程　51

2.2.2 案例解析　52

2.3 內(nèi)置的常數(shù)、變量與函數(shù)　60

2.4 自定義參數(shù)、變量、函數(shù)和材料　63

2.5 COMSOL自定義參量的常見錯誤　66

2.6 COMSOL錯誤處理的技巧　68

2.6.1 錯誤定位與查找思路　68

2.6.2 常見錯誤處理思路　69

2.6.3 使用技巧總結(jié)　70

第3章 傳熱基礎(chǔ)分析　71

3.1 不同材質(zhì)平板導(dǎo)熱量分析　71

3.1.1 問題描述　71

3.1.2 建模思路及注意事項　71

3.1.3 具體計算　71

3.2 蒸汽管道的總散熱量分析　79

3.2.1 問題描述　79

3.2.2 建模思路及注意事項　79

3.2.3 具體計算　79

3.3 建筑結(jié)構(gòu)熱橋分析　86

3.3.1 問題描述　86

3.3.2 建模思路及注意事項　87

3.3.3 具體計算　87

3.4 齒輪的滲碳與淬火分析　93

3.4.1 問題描述　93

3.4.2 建模思路及注意事項　94

3.4.3 具體計算　94

3.5 翅片的拓?fù)鋬?yōu)化分析　110

3.5.1 問題描述　110

3.5.2 建模思路及注意事項　110

3.5.3 具體計算　110

第4章 耦合傳熱分析　118

4.1 熱水壺加熱過程分析　118

4.1.1 問題描述　118

4.1.2 建模思路及注意事項　118

4.1.3 具體計算　119

4.2 納米流體在微通道內(nèi)的流動傳熱特性分析　128

4.2.1 問題描述　129

4.2.2 建模思路及注意事項　129

4.2.3 具體計算　130

4.3 機(jī)房內(nèi)的傳熱分析　138

4.3.1 問題描述　138

4.3.2 建模思路及注意事項　138

4.3.3 具體計算　138

4.4 柔性渦發(fā)生器的振蕩強(qiáng)化傳熱分析　148

4.4.1 問題描述　148

4.4.2 建模思路及注意事項　148

4.4.3 具體計算　148

4.5 CPU散熱器傳熱分析　157

4.5.1 問題描述　157

4.5.2 建模思路及注意事項　157

4.5.3 具體計算　158

4.6 雙金屬片的熱變形分析　165

4.6.1 問題描述　165

4.6.2 建模思路及注意事項　165

4.6.3 具體計算　166

4.7 銅絲的通電發(fā)熱分析　171

4.7.1 問題描述　171

4.7.2 建模思路及注意事項　171

4.7.3 具體計算　172

第5章 相變傳熱分析　178

5.1 孔隙尺度相變填充床儲熱性能分析　178

5.1.1 問題描述　178

5.1.2 建模思路及注意事項　179

5.1.3 具體計算　179

5.2 管道中的結(jié)冰分析　188

5.2.1 問題描述　188

5.2.2 建模思路及注意事項　188

5.2.3 具體計算　189

5.3 激光燒蝕分析　198

5.3.1 問題描述　198

5.3.2 建模思路及注意事項　199

5.3.3 具體計算　199

5.4 電池復(fù)合散熱分析　205

5.4.1 問題描述　205

5.4.2 建模思路及注意事項　205

5.4.3 具體計算　206

5.5 微通道中蒸汽氣泡生長分析　220

5.5.1 問題描述　220

5.5.2 建模思路及注意事項　220

5.5.3 具體計算　220

第6章 復(fù)雜傳熱分析　233

6.1 多孔介質(zhì)傳熱分析　233

6.1.1 問題描述　233

6.1.2 建模思路及注意事項　233

6.1.3 具體計算　235

6.2 加熱電路的電熱固耦合分析　257

6.2.1 問題描述　257



6.2.2 建模思路及注意事項　258

6.2.3 具體計算　259

6.3 管式反應(yīng)器溫度條件優(yōu)化分析　276

6.3.1 問題描述　276

6.3.2 建模思路及注意事項　276

6.3.3 具體計算　277

6.4 管式反應(yīng)器的代理模型訓(xùn)練　291

6.4.1 代理模型概述　291

6.4.2 問題描述　292

6.4.3 構(gòu)建思路及注意事項　293

6.4.4 具體設(shè)置　295

參考文獻(xiàn)　311