结构化网格中冰水相变传热过程的数值计算

作     者：许彬 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张敏

授予年度：2008年

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：结冰和融冰 相变传热 移动热源法 有限容积法 

摘      要：结冰和融冰现象与我们的日常生产生活密切相关。从传热学的角度来看,结冰和融冰问题的实质是伴有相变的传热问题。对该现象的数值模拟已经成为近年来数值传热学中的一个热点。 本文基于结构化网格,对冰水相变传热过程进行数值计算。主要研究内容为结构化网格中非稳态导热问题的求解过程,其中包括空间和时间物理量的离散方法,不同边界条件的处理,以及不同源项的情况等。导热控制方程中扩散项的离散采用基元有限容积法,二阶精度;非稳态项的离散,采用全隐格式;源项的离散,将相变过程中的潜热视为移动的热源。 用FORTRAN语言编写模块化计算程序,以此增强其通用性。为了验证此求解过程的正确性,完整性和通用性,对非稳态热传导问题,本文从一维到三维分别给出一个经典的热传导算例,将数值解同数学分析后所得精确解进行比较,得到令人满意的一致性。最后对冰水相变传热过程进行数值计算,这些都为工程计算和应用提供有用的数值计算工具。