Exponenta Banner

ThermalModel

Тепловой объект модели

развернуть все на странице

Описание

A ThermalModel объект содержит информацию о проблеме теплопередачи: геометрии, свойствах материала, внутренних источниках тепла, температуре на контурах, тепловых потоках через контуры, mesh и начальных условиях.

Создание

Создайте ThermalModel использование объекта createpde с первым аргументом 'thermal'.

Свойства

расширить все

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

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

Свойства материала в области, возвращенные как объект, содержащий назначения свойств материала.

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

Граничные условия, примененные к геометрии, возвращаются как объект, содержащий назначения граничных условий.

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

Mesh для решения, возвращенная как объект FEMesh Properties. Вы создаете mesh с помощью generateMesh функция.

Константа пропорциональности в законе Стефана-Больцмана, регулирующая радиационную теплопередачу, возвращаемая как число. Это значение должно соответствовать модулям измерения модели. Значения константы Стефана-Больцмана в широко используемой системе модулей:

  • СИ - 5.670367E-8 Вт/( м2· К4)

  • CGS - 5.6704e-5 erg/( см2· с· К4)

  • US обычный - 1.714e-9 BTU/( hr· ft2· R4)

Опции алгоритма для решателей УЧП, возвращенные как объект PDESolverOptions Properties. Свойства PDESolverOptions включают абсолютные и относительные погрешности для внутренних решателей ОДУ, максимальные итерации решателя и так далее.

Функции объекта

geometryFromEdgesСоздайте 2-D геометрию из разложенной геометрической матрицы
geometryFromMeshСоздайте 2-D или 3-D геометрию из mesh
importGeometryИмпорт 2-D или 3-D геометрии из данных STL
thermalPropertiesПрисвоение тепловых свойств материала для тепловой модели
internalHeatSourceЗадайте внутренний источник тепла для тепловой модели
thermalBCЗадайте граничные условия для тепловой модели
thermalICУстановите начальные условия или начальное предположение для тепловой модели
generateMeshСоздайте треугольный или четырехгранный mesh
solveРешите задачу теплопередачи, структурного анализа или электромагнитного анализа

Примеры

свернуть все

Открыть Live Script

Создайте контейнер переходной 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]

Присвоение 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

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

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

    RegionType: 'face'
      RegionID: 1
    HeatSource: 25

Примените изолированные граничные условия к три ребер и условие свободного контура конвекции к правому ребру.

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'

Установите начальные условия: равномерную комнатную температуру в области и более высокую температуру на левом крае.

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

            RegionType: 'edge'
              RegionID: 4
    InitialTemperature: 100

Задайте константу Стефана-Больцмана.

thermalmodel.StefanBoltzmannConstant = 5.670367e-8;

Сгенерируйте mesh.

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

| | | | | | | | | | |

Введенный в R2017a

Partial Differential Equation Toolbox производными

Поддержка