非结构网格中复合传热的数值模拟

"非结构网格中导热和辐射复合传热的数值计算方法" 这篇论文"COMBINED RADIATION AND CONDUCTION HEAT TRANSFER CALCULATIONS USING UNSTRUCTURED GRID"由刘晶、张敏和John C. Chai等人撰写，探讨了在非结构化网格中如何进行导热和辐射复合传热的数值计算。这项研究主要关注的是在具有复杂几何形状或不规则边界条件的环境中，如何有效地模拟和解决这种复杂的传热问题。 首先，论文采用基于单元的有限体积方法（FVM）来求解介质空间中的导热和辐射传热问题。这种方法允许在非结构化的网格上进行离散，适应性强，能够处理任意形状的区域，对于处理非均匀和复杂几何结构的问题特别有效。有限体积法的基本思想是将连续域离散为一系列互不重叠的控制体，然后在每个控制体上积分守恒定律，从而得到离散方程。 其次，论文特别处理了复合传热方程中的辐射热源项。在辐射传热中，热源项通常涉及到斯托克斯定律和菲涅尔反射等复杂物理过程，这在非均匀介质中尤其难以处理。作者们通过细致的数学处理和编程实现了这一部分的计算。 此外，他们利用控制方程和介质特性之间的关系，计算了几个无量纲数，如光学厚度τ、导热-辐射参数N以及散射反照率ω。这些无量纲数对于理解和预测复合传热行为至关重要，它们可以帮助量化不同传热机制的相对贡献，以及介质的光学和热物理性质对整体传热的影响。 关键词包括：非结构网格/网格、辐射传热、导热传热。这些关键词揭示了研究的核心内容，即在非结构化网格环境下，如何结合这两种不同的传热机制进行数值模拟。 该论文为理解和解决工程中的复杂传热问题提供了一种有效的方法，特别是在能源、航空航天和建筑等领域，这些领域经常遇到导热和辐射复合传热问题。通过这种方法，研究人员和工程师可以更准确地预测和优化热系统的行为，从而提升设计效率和性能。