隨著微納尺度導(dǎo)熱材料的出現(xiàn),在超短脈沖的熱沖擊環(huán)境下,脈沖寬度短到與材料熱弛豫時間相當,熱擾動后需要一定的延遲時間才會產(chǎn)生熱響應(yīng),這種偏離經(jīng)典傅里葉傳熱定律的效應(yīng),需要用非傅里葉傳熱定律來描述。因此建立超常規(guī)熱環(huán)境下的非傅里葉傳熱模型,以滿足實際工程需要具有重要意義。本文針對激光輻照材料表面引起的非傅里葉傳熱問題,基于雙曲型方程分別建立面吸收和體吸收條件下的非傅里葉傳熱模型�；谟邢拊椒�,研究模型的數(shù)值求解方法,得到瞬態(tài)溫度場的數(shù)值解。數(shù)值模擬激光輻照單層各向同性材料引起的傅里葉傳熱和非傅里葉傳熱問題,通過比較兩者軸向、徑向、時間溫度場分布,總結(jié)出非傅里葉傳熱和傅里葉傳熱引起的溫度分布的不同,獲得非傅里葉熱波的傳播與界面反射的規(guī)律。數(shù)值模擬激光輻照各向異性層狀材料引起的非傅里葉傳熱問題,通過改變底層材料的軸向和徑向?qū)嵯禂?shù),總結(jié)出各向異性層狀材料軸向和徑向?qū)嵯禂?shù)對非傅里葉傳熱溫度場的影響。數(shù)值結(jié)果表明:與傳統(tǒng)傅里葉傳熱的擴散作用不同,非傅里葉傳熱呈現(xiàn)出明顯的波動特性,并且非傅里葉熱波在傳播到徑向邊界或軸向邊界時會發(fā)生反射現(xiàn)象。改變底層材料的軸向?qū)嵯禂?shù)會使非傅里葉熱波在雙層材料交界...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的和意義
    1.2 非傅里葉傳熱國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 非傅里葉傳熱下模型的建立與求解
        1.2.2 非傅里葉傳熱的相關(guān)實驗研究
    1.3 論文的主要內(nèi)容
第2章 非傅里葉傳熱理論基礎(chǔ)
    2.1 激光輻照熱效應(yīng)
    2.2 非傅里葉熱傳導(dǎo)
        2.2.1 熱傳導(dǎo)
        2.2.2 傅里葉傳熱與非傅里葉傳熱的對比
        2.2.3 熱傳導(dǎo)方程及定解條件
    2.3 有限元法
        2.3.1 有限元法概述
        2.3.2 有限元法求解步驟
    2.4 本章小結(jié)
第3章 非傅里葉傳熱與傅里葉傳熱的對比
    3.1 理論模型
        3.1.1 空間軸對稱模型
        3.1.2 模型假設(shè)條件
    3.2 數(shù)值模擬步驟
        3.2.1 數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 網(wǎng)格剖分
    3.3 數(shù)值模擬結(jié)果
        3.3.1 非傅里葉傳熱與傅里葉傳熱溫度分布云圖
        3.3.2 非傅里葉傳熱與傅里葉傳熱軸向溫度分布
        3.3.3 非傅里葉傳熱與傅里葉傳熱徑向溫度分布
        3.3.4 非傅里葉傳熱與傅里葉傳熱時間溫度分布
    3.4 本章小結(jié)
第4章 各向異性層狀材料非傅里葉傳熱數(shù)值模擬
    4.1 理論模型
    4.2 數(shù)學(xué)模型
    4.3 軸向?qū)嵯禂?shù)對非傅里葉傳熱溫度場的影響
        4.3.1 軸向?qū)嵯禂?shù)對非傅里葉傳熱軸向溫度場的影響
        4.3.2 軸向?qū)嵯禂?shù)對非傅里葉傳熱徑向溫度場的影響
        4.3.3 軸向?qū)嵯禂?shù)對非傅里葉傳熱時間溫度場的影響
    4.4 徑向?qū)嵯禂?shù)對非傅里葉傳熱溫度場的影響
        4.4.1 徑向?qū)嵯禂?shù)對非傅里葉傳熱軸向溫度場的影響
        4.4.2 徑向?qū)嵯禂?shù)對非傅里葉傳熱徑向溫度場的影響
        4.4.3 徑向?qū)嵯禂?shù)對非傅里葉傳熱時間溫度場的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論及創(chuàng)新點
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
致謝



本文編號：3845606