Exponenta Banner

thermalIC

Установите начальные условия или исходное предположение для тепловой модели

свернуть все на странице

Синтаксис

thermalIC(thermalmodel,T0)
thermalIC(thermalmodel,T0,RegionType,RegionID)
thermalIC(thermalmodel,Tresults)
thermalIC(thermalmodel,Tresults,iT)
thermalIC = thermalIC(___)

Описание

пример

thermalIC(thermalmodel,T0) температура начальной буквы наборов или исходное предположение для температуры к целой геометрии.

пример

thermalIC(thermalmodel,T0,RegionType,RegionID) температура начальной буквы наборов или исходное предположение для температуры в конкретную область геометрии.

пример

thermalIC(thermalmodel,Tresults) температура начальной буквы наборов или исходное предположение для температуры с помощью решения Tresults от предыдущего теплового анализа той же геометрии и mesh. Если Tresults получен путем решения переходной тепловой задачи, thermalIC использует решение Tresults в течение прошлого такта.

пример

thermalIC(thermalmodel,Tresults,iT) температура начальной буквы наборов или исходное предположение для температуры с помощью решения Tresults в течение такта iT от предыдущего теплового анализа той же геометрии и mesh.

thermalIC = thermalIC(___), для любого предыдущего синтаксиса, возвращает указатель на тепловой объект начальных условий.

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Создайте тепловую модель, импортируйте геометрию и установите начальную температуру на 0 на целой геометрии.

thermalModel = createpde('thermal','transient');
geometryFromEdges(thermalModel,@lshapeg);
thermalIC(thermalModel,0)
ans = 
  GeometricThermalICs with properties:

            RegionType: 'face'
              RegionID: [1 2 3]
    InitialTemperature: 0
Скрипт Open Live Script

Установите различные начальные условия на каждом фрагменте L-образной мембранной геометрии.

Создайте модель и включайте 2D геометрию.

thermalModel = createpde('thermal','transient');
geometryFromEdges(thermalModel,@lshapeg);
pdegplot(thermalModel,'FaceLabels','on')
axis equal
ylim([-1.1 1.1])

Установите начальные условия.

thermalIC(thermalModel,0,'Face',1)
ans = 
  GeometricThermalICs with properties:

            RegionType: 'face'
              RegionID: 1
    InitialTemperature: 0


thermalIC(thermalModel,10,'Face',2)
ans = 
  GeometricThermalICs with properties:

            RegionType: 'face'
              RegionID: 2
    InitialTemperature: 10


thermalIC(thermalModel,75,'Face',3)
ans = 
  GeometricThermalICs with properties:

            RegionType: 'face'
              RegionID: 3
    InitialTemperature: 75
Скрипт Open Live Script

Используйте указатель на функцию, чтобы задать начальную температуру, которая зависит от координат.

Создайте тепловую модель для анализа переходных процессов и включайте геометрию. Геометрия является стержнем с круглым сечением. 2D модель является прямоугольной полосой, y-размерность которой расширяет от оси симметрии до наружной поверхности, и чья x-размерность расширяет по фактической длине стержня.

thermalmodel = createpde('thermal','transient');
g = decsg([3 4 -1.5 1.5 1.5 -1.5 0 0 .2 .2]');
geometryFromEdges(thermalmodel,g);

Установите начальную температуру в стержне зависеть от y-координаты, например, 103(0.2-y2).

T0 = @(location)10^3*(0.2 - location.y.^2);
thermalIC(thermalmodel,T0)
ans = 
  GeometricThermalICs with properties:

            RegionType: 'face'
              RegionID: 1
    InitialTemperature: @(location)10^3*(0.2-location.y.^2)
Скрипт Open Live Script

Создайте тепловую модель и включайте квадратную геометрию.

thermalmodel = createpde('thermal','transient');
geometryFromEdges(thermalmodel,@squareg);
pdegplot(thermalmodel,'FaceLabels','on')
ylim([-1.1,1.1])
axis equal

Задайте свойства материала и внутренний источник тепла, и условия границы множества и начальные условия.

thermalProperties(thermalmodel,'ThermalConductivity',500,...
                               'MassDensity',200,...
                               'SpecificHeat',100);

internalHeatSource(thermalmodel,2);
thermalBC(thermalmodel,'Edge',[1,3],'Temperature',100);
thermalIC(thermalmodel,0);

Сгенерируйте mesh, решите задачу и постройте решение.

generateMesh(thermalmodel);
tlist = 0:0.5:10;
result1 = solve(thermalmodel,tlist)
result1 = 
  TransientThermalResults with properties:

      Temperature: [1541x21 double]
    SolutionTimes: [1x21 double]
       XGradients: [1541x21 double]
       YGradients: [1541x21 double]
       ZGradients: []
             Mesh: [1x1 FEMesh]


pdeplot(thermalmodel,'XYData',result1.Temperature(:,end))

Теперь возобновите анализ и решите задачу в течение многих времен с 10 до 15 секунд. Используйте ранее полученное решение в течение 10 секунд как начальное условие. С 10 секунд последний элемент в tlist, вы не должны задавать индекс времени решения. По умолчанию, thermalIC использует последний индекс решения.

thermalIC(thermalmodel,result1)
ans = 
  NodalThermalICs with properties:

    InitialTemperature: [1541x1 double]

Решите задачу и постройте решение.

result2 = solve(thermalmodel,10:0.5:15)
result2 = 
  TransientThermalResults with properties:

      Temperature: [1541x11 double]
    SolutionTimes: [10 10.5000 11 11.5000 12 12.5000 13 13.5000 14 14.5000 15]
       XGradients: [1541x11 double]
       YGradients: [1541x11 double]
       ZGradients: []
             Mesh: [1x1 FEMesh]


pdeplot(thermalmodel,'XYData',result2.Temperature(:,end))

Чтобы использовать ранее полученное решение в течение конкретного времени решения вместо последнего, задайте индекс времени решения как третий параметр thermalIC. Например, используйте решение во время 5 секунд, который является 11-м элементом в tlist.

tlist(11)
ans = 5

thermalIC(thermalmodel,result1,11);
result2 = solve(thermalmodel,5:0.5:15)
result2 = 
  TransientThermalResults with properties:

      Temperature: [1541x21 double]
    SolutionTimes: [1x21 double]
       XGradients: [1541x21 double]
       YGradients: [1541x21 double]
       ZGradients: []
             Mesh: [1x1 FEMesh]


pdeplot(thermalmodel,'XYData',result2.Temperature(:,end))

Входные параметры

свернуть все

Тепловая модель в виде ThermalModel объект. Модель содержит геометрию, mesh, тепловые свойства материального, внутреннего источника тепла, граничных условий и начальных условий.

Пример: thermalmodel = createpde('thermal','steadystate')

Начальная температура или исходное предположение для температуры в виде номера или указателя на функцию. Используйте указатель на функцию, чтобы задать пространственно различную начальную температуру. Для получения дополнительной информации смотрите Больше О.

Типы данных: double | function_handle

Геометрический тип области в виде 'Vertex', 'Edge', 'Face', или 'Cell' для 3-D модели. Для 2D модели используйте 'Vertex', 'Edge', или 'Face'.

Пример: thermalIC(thermalmodel,10,'Face',1)

Типы данных: char | string

Геометрический ID области в виде вектора из положительных целых чисел. Найдите идентификаторы области при помощи pdegplot.

Пример: thermalIC(thermalmodel,10,'Edge',2:5)

Типы данных: double

Тепловое решение модели в виде ThermalResults объект. Создайте Tresults при помощи solve.

Индекс времени в виде положительного целого числа.

Пример: thermalIC(thermalmodel,Tresults,21)

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Обработайте к начальному условию, возвращенному как объект. thermalIC сопоставляет тепловое начальное условие с геометрической областью в случае геометрического присвоения или узлами в случае основанного на результатах присвоения.

Больше о

свернуть все

Определение непостоянных параметров тепловой модели

Используйте указатель на функцию, чтобы задать эти тепловые параметры, когда они будут зависеть от пробела, температуры, и время:

  • Теплопроводность материала

  • Массовая плотность материала

  • Удельная теплоемкость материала

  • Внутренний источник тепла

  • Температура на контуре

  • Нагрейте поток через контур

  • Коэффициент конвекции на контуре

  • Коэффициент излучаемости излучения на контуре

  • Начальная температура

Например, используйте указатели на функцию, чтобы задать теплопроводность, внутренний источник тепла, коэффициент конвекции и начальную температуру для этой модели.

thermalProperties(model,'ThermalConductivity',@myfun)
internalHeatSource(model,'Face',2,@myfun)
thermalBC(model,'Edge',[3,4], ...
                'ConvectionCoefficient',@myfun, ...
                'AmbientTemperature',27)
thermalIC(model,@myfun)

Функция должна иметь форму:

function thermalVal = myfun(location,state)

Решатель передает location и state данные к вашей функции:

  • location — Структура, содержащая эти поля:

    • location.x — X-координата точки или точек

    • location.y — Y-координата точки или точек

    • location.z — Для 3-D или осесимметричной геометрии, z-координаты точки или точек

    • location.r — Для осесимметричной геометрии, r-координаты точки или точек

    Кроме того, для граничных условий, решатель передает эти данные в location структура:

    • location.nx — x-компонент вектора нормали в точке оценки или точках

    • location.ny — y-компонент вектора нормали в точке оценки или точках

    • location.nz — Для 3-D или осесимметричной геометрии, z-компонента вектора нормали в точке оценки или точках

    • location.nz — Для осесимметричной геометрии, z-компонента вектора нормали в точке оценки или точках

  • state — Структура, содержащая эти поля для переходных или нелинейных проблем:

    • state.u — Температуры в соответствующих точках структуры местоположения

    • state.ux — Оценки x-компонента градиентов температуры в соответствующих точках структуры местоположения

    • state.uy — Оценки y-компонента градиентов температуры в соответствующих точках структуры местоположения

    • state.uz — Для 3-D или осесимметричной геометрии, оценок z-компонента градиентов температуры в соответствующих точках структуры местоположения

    • state.ur — Для осесимметричной геометрии, оценок r-компонента градиентов температуры в соответствующих точках структуры местоположения

    • state.time — Время в точках оценки

Тепловые свойства материала (теплопроводность, массовая плотность и удельная теплоемкость) и внутренний источник тепла получают эти данные из решателя:

  • location.x, location.y, location.z, location.r

  • ID субдомена

  • state.u, state.ux, state.uy, state.uz, state.r, state.time

Граничные условия (температура на контуре, потоке тепла, коэффициенте конвекции и коэффициенте излучаемости излучения) получают эти данные из решателя:

  • location.x, location.y, location.z, location.r

  • location.nx, location.ny, location.nz, location.nr

  • state.u, state.time

Начальная температура получает следующие данные из решателя:

  • location.x, location.y, location.z, location.r

  • ID субдомена

Для всех тепловых параметров, за исключением теплопроводности, ваша функция должна возвратить вектор-строку thermalVal с количеством столбцов равняются количеству точек оценки, например, M = length(location.y).

Для теплопроводности ваша функция должна возвратить матричный thermalVal с количеством строк равняются 1, Ndim, Ndim*(Ndim+1)/2, или Ndim*Ndim, где Ndim 2 для 2D проблем и 3 для 3-D проблем. Количество столбцов должно равняться количеству точек оценки, например, M = length(location.y). Для получения дополнительной информации о размерностях матрицы, см. c Коэффициент для specifyCoefficients.

Если свойства зависят от времени или температуры, гарантируют, что ваша функция возвращает матрицу NaN из правильного размера, когда state.u или state.time NaN. Решатели проверяют, является ли проблема зависящей от времени путем передачи NaN значения состояния и поиск возвращенного NaN значения.

Смотрите также

| | |

Введенный в R2017a

Документация Partial Differential Equation Toolbox

Поддержка