西安交通大学传热学大作业Word下载.docx

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平直边界3：

内角点：

外角点：

4．编程计算各节点温度和冷量损失（冷量推导在后面）（用fortran编程）

由以上区域离散化分析可以得到几十个方程，要求解这些方程无疑是非常繁琐的，所以采用迭代法，用计算机编程求解这些方程的解，就可以得到各点温度的数值。

迭代法：

在迭代法中首先要对计算的场作出假设（设定初场），在迭代计算过程中不断予以改进，直到计算前的假定值和计算后的结果相差小于允许值为止，称为迭代计算已经收敛。

这里采用高斯-赛德尔迭代法解决此问题。

第一种情况，等温边界

programdengwen01

implicitnone

integerm,n

realt（16,12）,tt（16,12）,wc（16,12）

real:

:

wcmax=0.2

chuwen=20

integer:

t1=10

t2=30

realq1,q2,q3,q4,q5,tz,qq

dom=7,16

t（m,7）=t1

enddo

don=1,7

t（6,n）=t1

don=1,12

t（1,n）=t2

dom=2,16

t（m,12）=t2

dom=2,5

don=1,11

t（m,n）=chuwen

dom=6,16

don=8,11

dowhile（wcmax>

0.0000001）

tt（m,12）=t2

don=1,12

tt（1,n）=t2

dom=7,16

tt（m,7）=t1

don=1,7

tt（6,n）=t1

don=8,11

tt（16,n）=0.25*（2*t（16,n）+t（16,n-1）+t（16,n+1））

dom=6,15

tt（m,n）=0.25*（t（m+1,n）+t（m-1,n）+t（m,n+1）+t（m,n-1））

enddo

don=2,11

dom=2,5

tt（m,1）=0.25*（t（m+1,1）+t（m-1,1）+2*t（m,2））

dom=1,16

wc（m,n）=abs（t（m,n）-tt（m,n））

wcmax=maxval（wc（1:

16,1:

12））

dom=1,16

t（m,n）=tt（m,n）

open（33,file='

question1.txt'

）

print*,"

t（"

m,n,"

）="

t（m,n）

write（33,*）m,n,t（m,n）

q1=0

q2=0

don=2,6

q1=q1+（4*t（6,n）-2*t（5,n）-t（6,n+1）-t（6,n-1））*0.53/2/0.1

dom=7,15

q2=q2+（4*t（m,7）-2*t（m,8）-t（m+1,7）-t（m-1,7））*0.53/2/0.1

enddo

q3=（6*t（6,7）-2*t（5,7）-2*t（6,8）-t（6,6）-t（7,7））*0.53/2/0.1!

内角点

q4=0.5*（4*t（6,1）-2*t（5,1）-t（6,2）-t（6,2））*0.53/2/0.1!

6,1

q5=0.5*（4*t（16,7）-2*t（16,8）-t（15,7）-t（15,7））*0.53/2/0.1

qq=4*（q1+q2+q3+q4+q5）*0.1

print*,'

qq='

qq

write（33,*）'

qq

endprogramdengwen01

运行结果：

由于数据量较大所以各点温度见附录或者附件question1.txt

第二种情况，对流边界

programquestion02

implicitnone

chuwen=10

drxs=0.53

tf1=10

tf2=30

realqq,tz

dom=1,6

don=7,12

open（01,file="

question2.txt"

0.0001）

tt（m,n）=0.25*（t（m-1,n）+t（m+1,n）+t（m,n-1）+t（m,n+1））!

内节点

dom=6,15

tt（m,n）=0.25*（t（m-1,n）+t（m+1,n）+t（m,n-1）+t（m,n+1））

tt（m,1）=0.25*（2*t（m,2）+t（m-1,1）+t（m+1,1））!

边界1

tt（16,n）=0.25*（2*t（15,n）+t（16,n-1）+t（16,n+1））

don=2,6

tt（6,n）=（2*t（5,n）+t（6,n+1）+t（6,n-1）+2*20*0.1*10/0.53）/（4+2*20*0.1/0.53）

dom=7,15

tt（m,7）=（2*t（m,8）+t（m+1,7）+t（m-1,7）+2*20*0.1*10/0.53）/（4+2*20*0.1/0.53）

don=2,11

tt（1,n）=（2*t（2,n）+t（1,n+1）+t（1,n-1）+2*4*0.1*30/0.53）/（4+2*4*0.1/0.53）!

边界3

dom=2,15

tt（m,12）=（2*t（m,11）+t（m+1,12）+t（m-1,12）+2*4*0.1*30/0.53）/（4+2*4*0.1/0.53）

tt（6,7）=（2*（t（5,7）+t（6,8））+t（7,7）+t（6,6）+2*20*0.1*10/0.53）/（6+2*20*0.1/0.53）!

tt（1,12）=（t（2,12）+t（1,11）+2*4*0.1*30/0.53）/（2+2*4*0.1/0.53）!

外角点

tt（1,1）=（t（2,1）+t（1,2）+4*0.1*30/0.53）/（2+4*0.1/0.53）

tt（16,12）=（t（16,11）+t（15,12）+4*0.1*30/0.53）/（2+4*0.1/0.53）

tt（6,1）=（t（5,1）+t（6,2）+20*0.1*10/0.53）/（2+20*0.1/0.53）

tt（16,7）=（t（15,7）+t（16,8）+20*0.1*10/0.53）/（2+20*0.1/0.53）

open（44,file="

question02.txt"

write（44,*）m,n,t（m,n）

tz=0

don=2,7

tz=tz+t（6,n）

dom=7,15

tz=tz+t（m,7）

qq=4*（0.1*20*（tz-15*10）+0.05*20*（t（6,1）-10）+0.05*20*（t（16,7）-10））

write（44,*）'

endprogramquestion02

由于数据量较大所以各点温度见附录或者附件question02.txt

5．每米长度上通过壁面的冷量的计算

第一问：

通过壁面的冷量既可以根据内表面计算也可以根据外表面计算，这里根据内表面计算，由于第一问是恒温边界条件，所以只需求出内边界各个节点所获得的热量，并加和即可

第二问：

通过壁面的冷量既可以根据内表面计算也可以根据外表面计算，这里根据内表面计算，因为这种情况下是对流换热所以只需计算出所有内表面单个单元的传热量，求和即可

等温图：

可以根据各点数据，用origin软件画出等温图

问题一等温图：

问题二等温图：

附录：

1.第一种情况各点温度

mn温度

1130.00000

1230.00000

1330.00000

1430.00000

1530.00000

1630.00000

1730.00000

1830.00000

1930.00000

11030.00000

11130.00000

11230.00000

2126.06844

2226.08093

2326.12242

2426.20563

2526.35332

2626.59763

2726.97121

2827.48136

2928.07841

21028.71271

21129.35634

21230.00000

3122.11191

3222.13286

3322.20311

3422.34679

3522.61001

3623.06598

3723.80584

3824.87584

3926.11955

31027.41607

31128.71267

31230.00000

4118.11347

4218.13549

4318.21038

4418.36840

4518.67396

4619.25044

4720.31035

4822.09659

4924.10791

41026.11937

41128.07825

41230.00000

5114.07099

5214.08525

5314.13453

5414.24248

5514.46698

5614.95149

5716.08852

5819.09226

5922.09612

51024.87524

51127.48096

51230.00000

6110.00000

6210.00000

6310.00000

6410.00000

6510.00000

6610.00000

6710.00000

6816.08780

6920.30906

61023.80451

61126.97037

61230.00000

7710.00000

7814.94989

7919.24784

71023.06336

71126.59600

71230.00000

8710.00000

8814.46394

8918.66903

81022.60509

81126.35028

81230.00000

9710.00000

9814.23682

9918.35927

91022.33768

91126.20001

91230.00000

10710.00000

10814.12408

10918.19354

101022.18636

101126.11210

101230.00000

11710.00000

11814.06595

11918.10447

111022.10210

111126.06204

111230.00000

12710.00000

12814.03523

12918.05631

121022.05552

121126.03395

121230.00000

13710.00000

13814.01868

13918.03000

131022.02974

131126.01826

131230.00000

14710.00000

14814.00948

14918.01526

141022.01518

141126.00934

141230.00000

15710.00000

15814.00397

15918.00640

151022.00638

151126.00393

151230.00000

16710.00000

16814.00000

16918.00000

161022.00000

161126.00000

161230.00000

第二种情况各点温度

1126.13274

1226.14982

1326.20403

1426.30408

1526.46354

1626.69773

1727.01667

1827.41500

1927.86874

11028.35181

11128.84598

11229.34229

2123.19707

2223.22557

2323.31632

2423.48510

2523.75726

2624.16321

2724.72551

2825.43648

2926.24571

21027.10243

21127.97403

21228.84591

3120.20463

3220.23928

3320.35082

3420.56297

3520.91745

3621.47258

3722.28597

3823.35999

3924.57544

31025.83844

31127.10197

31228.35145

4117.14314

4217.17636

4317.28499

4417.49877

4517.87730

4618.52401

4719.58613

4821.14243

4922.85796

41024.57421

41126.24422

41227.86776

5114.01543

5214.03826

5314.11423

5414.27010

5514.56921

5615.16034

5716.39243

5818.76599

5921.14012

51023.35656

51125.43319

51227.41294

6110.84221

6210.84717

6310.86375

6410.89832

6510.96929

6611.15590

6712.05752

6816.38928

6919.58034

61022.27906

61124.71933

61227.01286

7711.15450

7815.15354

7918.51320

71021.46033

71124.15249

71226.69117

8710.96675

8814.55735

8917.85888

81020.89685

81123.73938

81226.45261

9710.89410

9814.25041

9917.46837

91020.52910

91123.45578

91226.28618

10710.85681

10814.08197

10917.23530

101020.29566

101123.26869

101226.17498

11710.83582

11813.98551

11917.09540

111020.14977

111123.14854

111226.10290

12710.82359

12813.92897

12917.01120

121020.05970

121123.07298

121226.05728

13710.81641

13813.89571

13916.96090

131020.00503

131123.02658

131226.02915

14710.81231

14813.87665

14916.93184

141019.97315

141122.99931

141226.01257

15710.81020

15813.86686

15916.91683

151019.95659

151122.98508

151226.00392

16710.80955

16813.86384

16916.91221

161019.95147

161122.98068

161226.00123