非均質(zhì)材料在諸多工程領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用,等效導(dǎo)熱系數(shù)是評價(jià)非均質(zhì)材料傳熱性能的最重要指標(biāo)之一,對材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有重要的意義。在非均質(zhì)材料等效導(dǎo)熱系數(shù)的預(yù)測中,解析方法和數(shù)值方法是兩種主要的求解手段。解析模型通常需要對夾雜的形狀和分布做一定的假設(shè),并且其計(jì)算精度可能受到體分比變化的影響,因此,發(fā)展等效傳熱系數(shù)預(yù)測的數(shù)值方法具有重要的意義。等效導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)值計(jì)算的一個(gè)主要挑戰(zhàn)在于,在求解非均質(zhì)材料的傳熱問題時(shí),由于夾雜的存在,常規(guī)的有限元計(jì)算可能需要大量的網(wǎng)格,造成較大的計(jì)算量,當(dāng)考慮材料分布的隨機(jī)性時(shí),計(jì)算量將進(jìn)一步的加大。本文提出了一種新的基于四叉樹/八叉樹-比例邊界有限元方法的傳熱分析方法,并將這種計(jì)算模型和傳熱反問題相結(jié)合,提出了一種新的二維和三維非均質(zhì)材料等效導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)值計(jì)算模型。其主要優(yōu)點(diǎn)在于:1.四叉樹/八叉樹是一種便捷的網(wǎng)格生成技術(shù),非常適合于網(wǎng)格自適應(yīng)加密和基于圖像的分析;2.比例邊界有限元方法（SBFEM）可以便利地構(gòu)造多邊形單元,能夠自然解決四叉樹網(wǎng)格的“懸掛節(jié)點(diǎn)”問題。主要研究工作包括:1.建立了基于四叉樹/八叉樹-比例邊界有限元的二維和三維穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)值模型,并... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究進(jìn)展和現(xiàn)狀
        1.2.1 非均質(zhì)材料等效導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測的研究進(jìn)展
        1.2.2 四叉樹網(wǎng)格及八叉樹網(wǎng)格的研究進(jìn)展
        1.2.3 材料結(jié)構(gòu)圖像處理的研究進(jìn)展
        1.2.4 比例邊界有限元(SBFEM)的研究進(jìn)展
        1.2.5 反問題的研究進(jìn)展
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 四叉樹/八叉樹網(wǎng)格劃分
    2.1 引言
    2.2 四叉樹網(wǎng)格劃分
        2.2.1 四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        2.2.2 四叉樹網(wǎng)格基本單元與懸掛節(jié)點(diǎn)問題
        2.2.3 四叉樹分解
        2.2.4 四叉樹網(wǎng)格材料邊界處理
    2.3 八叉樹網(wǎng)格劃分
    2.4 本章小結(jié)
3 基于四叉樹/八叉樹-比例邊界元的非均質(zhì)材料傳熱分析
    3.1 引言
    3.2 基于比例邊界有限元的傳熱問題求解
        3.2.1 構(gòu)造多邊形單元
        3.2.2 比例邊界元方法求解二維熱傳導(dǎo)問題的一般格式
        3.2.3 比例邊界元求解三維熱傳導(dǎo)問題的一般格式
    3.3 算例分析與結(jié)果討論
        3.3.1 二維含圓形夾雜非均質(zhì)材料穩(wěn)態(tài)傳熱分析
        3.3.2 二維含隨機(jī)分布橢圓形夾雜非均質(zhì)材料穩(wěn)態(tài)傳熱分析
        3.3.3 材料圖像分辨率對傳熱分析的影響
        3.3.4 網(wǎng)格尺寸對傳熱分析影響
        3.3.5 三維非均質(zhì)材料模型穩(wěn)態(tài)傳熱分析
    3.4 本章小結(jié)
4 非均質(zhì)材料等效導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測
    4.1 引言
    4.2 經(jīng)典理論模型
    4.3 基于反問題求解的等效導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測
        4.3.1 非均質(zhì)材料結(jié)構(gòu)隨機(jī)模型設(shè)計(jì)
        4.3.2 等效導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測過程
        4.3.3 反問題計(jì)算格式
    4.4 算例分析與結(jié)果討論
        4.4.1 二維含隨機(jī)分布圓形夾雜材料等效導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測
        4.4.2 二維材料尺寸及測點(diǎn)數(shù)量對等效導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測的影響
        4.4.3 二維含不同形狀、體積分?jǐn)?shù)夾雜材料等效導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測
        4.4.4 三維含不同體積分?jǐn)?shù)球形夾雜材料等效導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3378264