近场动力学中内核参数对非均匀材料热传导数值解的影响研究

发布时间：2020-08-01 19:11

【摘要】：以近场动力学(peridynamic,简称PD)理论为基础,推导了非均匀材料的热传导方程,给出了PD非均匀物性值的计算方法,数值离散过程和数值计算控制方程。编写了FORTRAN程序,并把计算结果和解析法进行了对比分析,验证了PD法的正确性。重点研究了PD方法中内核参数(等效热导率比例系数、表面修正因子以及形状因子)对非均匀材料热传导数值解的影响。结果表明:等效热导率比例系数、表面修正因子对温度响应影响较大,形状因子的影响基本可以忽略。考虑表面效应且等效热导率取为近场范围内2个材料点上的平均值时,非均匀材料的温度响应与解析解最为接近。
【图文】：

工业大学学报第35卷文将集中研究这几个内核参数对PD数值计算过程和非均匀材料瞬态温度响应的影响，可为采用PD理论分析非均匀材料热传导问题时提供参数选择参考和正确性验证依据。1非均匀材料的PD热传导理论近场动力学与经典局部理论的不同点在于PD考虑的是材料点近场范围内所有其他材料点与中心材料点间的相互作用，而经典局部理论只考虑与材料点临近接触点间的相互作用。近场范围指以材料点x为中心，有限大小半径δ的邻域，如图1所示。平均划分区域网格，任一离散域的面积为Δ2，且其中只包含一个材料点。图1PD空间离散和近场范围在热传导中，材料点的相互作用就是以热流密度表达的热能交换。PD理论的非均匀材料热传导方程与均匀材料热传导方程形式一致［5］ρ(x)c(x)

本文编号：2777877