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复杂边界条件下二维功能梯度结构温度场解析解

Analytical solution of temperature field of two dimensional functionally graded structure under complex boundary conditions

作     者:许杨健 白雪 刘硕 XU Yangjian;BAI Xue;LIU Shuo

作者机构:河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室黑龙江哈尔滨150001 

出 版 物:《燕山大学学报》 (Journal of Yanshan University)

年 卷 期:2018年第42卷第6期

页      面:525-531页

学科分类:08[工学] 0805[工学-材料科学与工程(可授工学、理学学位)] 080502[工学-材料学] 

基  金:河北省自然科学基金资助项目(E2011402033) 

主  题:分离变量法 热流密度 第三类边界条件 功能梯度材料 解析法 

摘      要:假设功能梯度材料的热导率以指数函数的形式沿水平、竖直方向分布,在已知二维稳态热传导方程的基础上,采用分离变量法推导出该结构在第一、二、三类边界条件共同作用下的稳态温度场解析解。将该解析解与有限元解对比计算,所得到的节点温度基本一致,误差均小于1%。选取数值算例进行计算,得到了该结构的二维稳态温度场并分析了材料的热导率、上边界介质温度以及下边界热流密度对温度场的影响。

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