复合介质非稳态温度场解析建模与计算方法

"这篇论文是2009年由许亮、周树民、何伟和王宁发表在《武汉理工大学学报》上的，主要探讨了复合介质传热的非稳态温度场建模及计算方法。研究通过分析复合介质的自然冷却过程，建立了相应的数学模型，并提出了一个求解非稳态温度场的解析方法。该方法利用集总分析法处理边界条件，对模型进行简化和改进，并应用积分变换法得到温度场的解析解。实验结果验证了理论的准确性，能有效预测复合介质的冷却过程中的非稳态温度分布。此外，该方法还可应用于类似复合介质的热传导问题。" 这篇论文详细阐述了复合介质在非稳态传热过程中的温度场建模和计算。复合介质通常指的是由两种或多种材料组成的材料系统，其热传导特性不同于单一介质。在自然冷却过程中，复合介质内部的温度分布会随时间变化，形成非稳态温度场。作者通过分析这一过程，构建了一个数学模型来描述这种复杂的热传递现象。 模型的建立是基于传热学的基本原理，考虑了复合介质各层间的热传导以及与环境的热交换。为了简化计算，论文采用了集总分析法来近似处理边界条件，即将复杂的边界效应简化为几个关键参数。这种方法有助于降低问题的复杂性，使其更易于求解。 接下来，作者利用积分变换法对简化后的模型进行求解，得到了温度场的解析解。积分变换法，如傅里叶变换或拉普拉斯变换，是一种将微分方程转化为积分方程的技术，常用于解决物理问题中的边界值问题。这种方法的优点在于可以将非线性或高阶微分方程转化为更容易处理的形式。 论文通过实验数据验证了解析解的准确性，表明理论研究的结果与实际观测相吻合，证实了所提方法的有效性。这意味着该解析方法可以准确预测复合介质在冷却过程中的温度分布，对于工程设计和热管理有重要的参考价值。 最后，作者指出，该方法不仅适用于解决本文所涉及的复合介质问题，还可以拓展到其他具有类似特性的复合介质热传导问题中，具有广泛的应用前景。这为研究复合材料的热性能提供了新的工具和思路，对于提高热管理效率，尤其是在电子设备冷却、能源储存等领域，具有潜在的实际应用价值。