肋片传热与优化分析通用计算程序设计

"肋片传热与优化分析的通用程序设计 (1997年)" 本文主要探讨了在多变因素条件下，如何设计一种通用的计算程序来分析不同形状肋片的传热性能，并进行最优化分析。作者林荣德和杨翔翔来自华侨大学化工与生化工程系，他们在1997年的研究中建立了一个综合辐射、对流和导热效应的数学模型，并通过数值方法求解，最终开发出一款肋片传热与优化的计算机辅助设计软件。 首先，研究的基础是建立一个合理的数学模型。在这个模型中，他们做出了一系列基本假设，包括导热系数随温度线性变化、对流换热系数与肋片位置的关系、肋根温度的周期性变化、无内热源且肋端绝热，以及假设肋片为漫灰体，周围介质温度恒定，并考虑了一维肋片传热的情况。这些假设使得模型更易于处理和求解。 在这些假设的基础上，作者推导出了主控传热微分方程，这是一个描述在辐射-对流-导热联合作用下肋片温度分布的方程。方程考虑了热特性参数的变化和肋根温度的周期性波动，反映了实际传热过程中的复杂性。同时，给出了相应的边界条件，如肋片两端的温度条件，以及肋片表面与周围环境的辐射交换。 通过数值求解这个微分方程，研究人员能够分析不同形状的肋片在不同边界条件下的传热性能。进一步地，他们实施了最优化分析，旨在找到最佳的肋片设计参数，以提高传热效率。这可能涉及到肋片的几何形状、材料选择、排列方式等多个因素。 该研究的成果是一个小型计算机应用软件，它提供了一个便捷的平台，用户可以在这个平台上输入各种参数，进行肋片传热的模拟计算和优化设计，无需复杂的数学背景。这样的软件对于工程实践具有很高的实用价值，因为它大大简化了肋片传热问题的计算过程，促进了传热优化设计的发展。 这篇论文的核心贡献在于开发了一个通用的肋片传热分析工具，不仅适用于多种形状的肋片，还能适应不同的传热边界条件。这一工作对热力学工程、能源工程、航空航天等领域都具有重要意义，因为这些领域经常涉及到高效散热和热管理问题。通过使用这种计算机辅助设计软件，工程师们能够快速评估和优化他们的设计方案，从而提高设备的热性能和效率。