[发明专利]含内部复杂边界结构体的温度场和热流同时重构方法

摘要

本发明涉及一种含内部复杂边界结构体的温度场和热流同时重构方法，其包括以下步骤：1)获取结构体的受热表面温度，作为导热微分方程的求解边界条件；2)获取结构体的内部局部温度，作为导热微分方程的求解限定条件；3)根据流体与冷却通道壁面的热传递的热流值建立冷却通道壁面上的热平衡方程，作为导热微分方程的求解边界条件；4)利用结构体的受热表面温度，内部边界上的热平衡方程，以及内部局部温度，并结合导热微分方程，获得完整的控制方程组；5)求解上述控制方程组，最后同时确定结构体的温度场和热流密度。

主权项

1.一种含内部复杂边界结构体的温度场和热流同时重构方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取结构体的受热表面温度W₁，作为导热微分方程的求解边界条件：受热表面温度W₁：式中，λ为结构体的导热系数；T为结构体的温度场；t表示计算时间；q₁表示结构体的热流密度；n为热流密度的方向；2)获取结构体的内部局部温度T₁，T₂，…，作为导热微分方程的求解限定条件：内部局部温度T₁，T₂，...：T(Ω₁,t)＝T₁；T(Ω₂,t)＝T₂，...(2)式中，Ω_i表示结构体的计算区域，i＝1,2,3,…；在进行上述步骤2)时，在结构体内部开若干个微孔，插入热电偶或热电阻，通过接触式测得结构体的内部局部温度；3)根据流体与冷却通道壁面的热传递的热流值建立冷却通道壁面上的热平衡方程，作为导热微分方程的求解边界条件：内部边界S₁，S₂，...上的热平衡方程：式中，S_i为结构体的内部边界，i＝1,2,3,…；h_i为结构体不同内部边界上的对流传热系数，i＝1,2,3,…；T_f为结构体内部冷却通道的流体温度；在进行上述步骤3)时，首先根据结构体内部冷却通道的流体种类、温度、压力和流速，选择合适的流体对流换热计算准则关联式；然后根据冷却通道壁面边界上的热平衡关系，建立结构体不同内部边界S₁，S₂，…上的热平衡方程；4)利用结构体的受热表面温度W₁，内部边界S₁，S₂，…上的热平衡方程，以及内部局部温度T₁，T₂，…，并结合导热微分方程，获得完整的控制方程组，即式(1)‑式(5)：导热微分方程：初始条件：T(Ω_i,t)＝T₀               (5)式中，ρ为结构体的密度；c_p为结构体的热容；x和y表示结构体的坐标；T₀为结构体初始时刻的温度；5)求解上述控制方程组，最后同时确定结构体的温度场T和热流密度q₁。