Exponenta Banner
exponenta event banner

ThermalModel

Объект тепловой модели

развернуть все на странице

Описание

A ThermalModel объект содержит информацию о проблеме теплопередачи: геометрия, свойства материала, внутренние источники тепла, температура на границах, тепловые потоки через границы, сетка и исходные условия.

Создание

Создать ThermalModel объект с использованием createpde с первым аргументом 'thermal'.

Свойства

развернуть все

Тип теплового анализа, возвращенный как 'steadystate', 'transient', 'steadystate-axisymmetric', или 'transient-axisymmetric'.

Описание геометрии, возвращенное как AnalyticGeometry для геометрии 2-D или DiscreteGeometry для геометрии 2-D или 3-D.

Свойства материала в домене, возвращаемые как объект, содержащий назначения свойств материала.

Источник тепла в области или поддомене, возвращаемый как объект, содержащий назначения источников тепла.

Граничные условия, применяемые к геометрии, возвращаемые как объект, содержащий назначения граничных условий.

Начальная температура или начальное предположение, возвращаемое как объект, содержащий назначения начальной температуры в геометрической области.

Сетка для решения, возвращенная как объект FEMesh Properties. Создание сетки выполняется с помощью generateMesh функция.

Константа пропорциональности в законе Стефана - Больцмана, регулирующем радиационную теплопередачу, возвращаемая в виде числа. Это значение должно соответствовать единицам измерения модели. Значения постоянной Штефана-Больцмана в широко используемой системе единиц измерения:

  • SI - 5,670367e-8 Вт/( м2· К4)

  • CGS - Эрг 5.6704e-5 / (cm2 · s · K4)

  • США - 1,714e-9 BTU/( час· фут2· R4)

Параметры алгоритма для решателей PDE, возвращаемые как объект PDESolverOptions Properties. Свойства PDESolverOptions включают абсолютные и относительные допуски для внутренних решателей ОДУ, максимальные итерации решателя и т. д.

Функции объекта

geometryFromEdgesСоздание 2-D геометрии из матрицы разложенной геометрии
geometryFromMeshСоздание 2-D или 3-D геометрии из сетки
importGeometryИмпорт 2-D или 3-D геометрии из данных STL
thermalPropertiesНазначение тепловых свойств материала для тепловой модели
internalHeatSourceУказать внутренний источник тепла для тепловой модели
thermalBCЗадание граничных условий для тепловой модели
thermalICУстановка начальных условий или начальных предположений для тепловой модели
generateMeshСоздание треугольной или четырехгранной сетки
solveРешение проблем теплопередачи, структурного анализа или электромагнитного анализа

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Создайте контейнер нестационарной тепловой модели. 

thermalmodel = createpde('thermal','transient')
thermalmodel = 
  ThermalModel with properties:

               AnalysisType: "transient"
                   Geometry: []
         MaterialProperties: []
                HeatSources: []
    StefanBoltzmannConstant: []
         BoundaryConditions: []
          InitialConditions: []
                       Mesh: []
              SolverOptions: [1x1 pde.PDESolverOptions]

Создайте геометрию и включите ее в модель.

g = @squareg;
geometryFromEdges(thermalmodel,g)
ans = 
  AnalyticGeometry with properties:

       NumCells: 0
       NumFaces: 1
       NumEdges: 4
    NumVertices: 4
       Vertices: [4x2 double]

Назначение свойств материала.

thermalProperties(thermalmodel,'ThermalConductivity',79.5,...
                               'MassDensity',7850,...
                               'SpecificHeat',450,...
                               'Face',1)
ans = 
  ThermalMaterialAssignment with properties:

             RegionType: 'face'
               RegionID: 1
    ThermalConductivity: 79.5000
            MassDensity: 7850
           SpecificHeat: 450

Укажите, что вся геометрия генерирует тепло со скоростью 25 Вт/м ^ 3.

internalHeatSource(thermalmodel,25)
ans = 
  HeatSourceAssignment with properties:

    RegionType: 'face'
      RegionID: 1
    HeatSource: 25

Применение изолированных граничных условий на трех кромках и свободных граничных условий конвекции на правой кромке.

thermalBC(thermalmodel,'Edge',[1,3,4],'HeatFlux',0);
thermalBC(thermalmodel,'Edge',2,...
                       'ConvectionCoefficient',5000,...
                       'AmbientTemperature',25)
ans = 
  ThermalBC with properties:

               RegionType: 'Edge'
                 RegionID: 2
              Temperature: []
                 HeatFlux: []
    ConvectionCoefficient: 5000
               Emissivity: []
       AmbientTemperature: 25
               Vectorized: 'off'

Задайте начальные условия: равномерная температура в помещении по всей области и более высокая температура по левому краю.

thermalIC(thermalmodel,25);
thermalIC(thermalmodel,100,'Edge',4)
ans = 
  GeometricThermalICs with properties:

            RegionType: 'edge'
              RegionID: 4
    InitialTemperature: 100

Задайте постоянную Штефана-Больцмана.

thermalmodel.StefanBoltzmannConstant = 5.670367e-8;

Создать сетку.

generateMesh(thermalmodel)
ans = 
  FEMesh with properties:

             Nodes: [2x1541 double]
          Elements: [6x734 double]
    MaxElementSize: 0.1131
    MinElementSize: 0.0566
     MeshGradation: 1.5000
    GeometricOrder: 'quadratic'

thermalmodel теперь содержит следующие свойства.

thermalmodel
thermalmodel = 
  ThermalModel with properties:

               AnalysisType: "transient"
                   Geometry: [1x1 AnalyticGeometry]
         MaterialProperties: [1x1 MaterialAssignmentRecords]
                HeatSources: [1x1 HeatSourceAssignmentRecords]
    StefanBoltzmannConstant: 5.6704e-08
         BoundaryConditions: [1x1 ThermalBCRecords]
          InitialConditions: [1x1 ThermalICRecords]
                       Mesh: [1x1 FEMesh]
              SolverOptions: [1x1 pde.PDESolverOptions]

См. также

| | | | | | | | | | |

Представлен в R2017a

Документация по набору инструментов для дифференциальных уравнений в частных производных

Поддержка