基于第三类边界条件的大地电磁三维矢量有限元任意各向异性正演

地球内部介质的各向异性对地球物理场解译有很大影响,研究各向异性介质中大地电磁响应具有重要的意义.边界条件是影响电磁场正演精度的一个关键因素,其中第一类边界条件需要将底面边界设置在离异常体足够远的地方,面临着计算规模大、求解速度慢的问题.相比第一类边界条件,第三类边界条件具有计算规模更小、计算精度更高的优点,在三维各向同性正演中被广泛使用.然而,各向异性使得第三类边界条件理论变得更为复杂,目前尚未见到采用第三类边界条件的大地电磁三维各向异性正演.本文推导出各向异性介质中三维矢量有限元底界面的第三类边界条件,通过模型计算对算法的可靠性和精度进行了验证.结果表明,当精度相同时,第三类边界条件的计算规模可以更小;而当底界面离异常体较近时,第三类边界条件有着更高的精度.

第三类边界条件下长圆柱对流融化过程的分阶段求解

为了研究圆柱融化各个传热阶段的特性,以第三类边界条件下一维长圆柱对流融化过程为研究对象,同时考虑融化后的相变材料被周围流体及时带走,按照圆柱内部温度分布特性把传热过程分成3个阶段,并采用三次多项式热平衡积分方法对各阶段进行近似求解,以长冰柱对流融化过程为计算对象,分析了各控制参数对于相界面移动规律的影响。通过分析得到结论如下:当Bi≦3(T_m-T_0)/(θ_0-T_m)时长圆柱传热过程分为两个阶段,当Bi>3(T_m-T_0)/(θ_0-T_m)时分为三个阶段;不同控制参数条件下,相界面均随时间约呈线性变化规律;随着对流换热系数、冰柱初始温度及水流温度的增大,相界面随时间变化率越大。不同冰柱直径条件下,相界面随时间变化率基本相同。

第三类边界条件LD端面泵浦Nd ∶YAG激光器热分析

针对激光作用于含有冷却系统的方片Nd∶YAG激光晶体的工作特性,设计了与之相应的热传导数学物理模型,根据数学物理方法,结合初始条件与含有空气热交换系数的第三类边界条件,对激光作用与Nd∶YAG晶体材料的传热模型,利用贝塞尔函数以及超越方程等知识进行了求解,得出了LD端面泵浦方片Nd∶YAG激光晶体的温度场解析解表达式。利用晶体热形变与温度场的关系,计算出工作物质的热形变表达式。定义并计算了方片Nd∶YAG晶体的温场和热形变分布。同时分析了空气热交换系数等影响因子对晶体热形变的影响。推算模拟分析结论对固体激光器的设计与应用具有借鉴参考意义。

第三类边界条件下冻融过程的实验模拟技术

本文对第三类边界条件下冻融过程的实验模拟方法进行探讨，提出了根据帕耳帖（Ｐｅｌｔｉｅｒ）效应有效模拟第三类边界条件的新技术，井直接应用于冻结过程的实验研究，得到了与理论分析相一致的满意结果。

第三类边界条件下管内对流换热实验方法研究

典型的管内对流换热实验均在第一、第二类边界条件下进行。本文研究了第三类边界条件下，实验装置的设计、实验数据的计算整理方法并给出了实验实例。本实验装置简单，实验参数易测并且实验关联式更易于工程应用。

第三类边界条件中对流换热系数对非稳态导热问题解的影响

对第三类边界条件中所使用的对流换热系数应用于非稳态导热过程存在的问题从理论上进行探讨 ,通过计算分析表明 。

一类非线性发展方程在第三类边界条件下的爆破

利用Laplace算子的特征函数法,研究一类广泛的非线性发展方程.该方程包含了从浅水波运动中提出的BBM方程及其多维推广以及一系列重要的数学物理方程作为特殊情况,证明了在第三类边界条件下,方程的初边值问题的解的有限时间爆破.

热储能系统相变材料多重相变问题的数值模拟——周期性加热冷却第三类边界条件

该文发展了二维非定常导热并带有多重相变运动边界问题的双倒易边界元方法。对一类热储能系统中 ,相变材料在周期性加热冷却第三类边界条件下出现的多重相变运动边界问题进行了模拟 ,得出了系统内部瞬态温度分布及相变界面随时间推进的变化图象。这项研究表明 ,双倒易边界元方法能够很好地处理这类问题 ,这类数值分析有助于热储能系统的优化热设计。

火箭推进剂第三类边界条件非稳态温度场特性研究

鉴于火箭弹发射前对推进剂温度精确测定的复杂性,利用计算机数值模拟技术,对某种火箭推进剂在第三类边界条件下的非稳态温度场进行了数值模拟,并利用实验装置对推进剂的温度进行了实验测定,计算结果与测量点温度值吻合较好,得出了该推进剂的非稳态温度场的变化规律及影响温度分布的主要热阻,研究了常用的推进剂最大肉厚1/2处温度与质量加权平均温度的差别。

一类抛物型方程第三类边界条件的参数估计方法

在实际中传导和扩散问题常常涉及到第三类边界条件,利用边界抽样数据结合差分理论和最小二乘理论,给出了估算第三类边界条件中参数的估计方法,并通过实际算例进行了模拟分析.结果表明:该估计方法是可行的,误差的大小取决于步长的大小,该方法可以应用到实际问题中.

第三类边界条件一维波动问题解法

求解第三类边界条件波动、输运定解问题时,本征值方程总是超越代数方程,手工无法求解.而且本征函数序列不是周期函数序列,理论上定解问题不能严格求解.利用Mathematica编程,可以快速得到这类问题的近似解,而且近似解完全满足应用需要.以一维波动定解问题为例,展示第三类边界条件定解问题的求解思路和技巧.

第三类边界条件下球内凝固问题的摄动解

对第三类边界条件下，初态在熔点的球内相变介质的凝固问题，采用一种奇异摄动方法求解，以Ｓｔｅ数作摄动参数，将温度、移动界面位置以及球坐标按摄动参数展开，得到一阶近似解，并分析讨论了Ｂｉ数和Ｓｔｅ数对凝固过程的影响。

第三类边界条件估算热风干燥对流传质系数

基于Fick第二扩散定律,采用了更精确的第三类边界条件,运用有限差分法,通过Matlab编程进行数值模拟计算,得到薄饼污泥在不同干燥条件下对流传质系数估算值随干基含水率的变化曲线。同时研究了干燥温度、空气流速和试样厚度对热风干燥对流传质系数的影响。结果表明,对流传质系数不是一个常数,随干燥温度、空气流速和试样厚度呈动态变化。

第三类边界条件的扩散波洪水演算研究

扩散波方法被理论和实际洪水演算证明是一种既具有足够精度又相对简单的方法 ,并且广泛地应用于河道洪水演算之中。长期以来针对河道的上下边界条件均为流量或水位过程线的研究进行得较为深入 ,而对边界条件为水位流量关系的研究较为少见。基于河道下边界的水位流量关系和圣维南方程组中动力方程的联立求解 ,利用小扰动分析方法 ,导出了第三类下边界条件。利用 L aplace变换法以及数值求解 L aplace逆变换的 Crum p方法 ,得到了扩散波方程在该边界条件下的解析解。研究示例表明 。

热电制冷器在第三类边界条件下的非均匀内热源工程求解

随着电子设备不断向小型化、集成化发展,热电制冷器作为一种有效的主动冷却器件被应用于精密恒温器、医疗仪器、电子控制元件等的快速制冷及在环境条件变化下的适应性调节,其非稳态传热研究具有重要价值。虽然国内外学者针对热电制冷器工作原理和制冷性能的研究已做了大量工作,但大多都将热电偶内焦耳热视为均匀内热源,忽略了微观导热情况。为了得到适于工程应用的分析方法,遵循实际情况,将焦耳热作为热电偶内非均匀内热源,建立了分析模型,并基于分流和叠加的思想,提出了一种热电偶内温度和热流量分布的工程求解方法,最终得到了热电偶在第三类边界条件下的温度和热流量分布公式。通过对结果的验算,证明了所得计算公式的正确性,为热电制冷技术的深入研究和应用提供了理论指导。

第三类边界条件下大型圆柱体钢锭加热速度计算

针对大型钢锭在第三类边界条件下的加热过程进行分析,利用加热时温度沿钢锭横截面的分布变化和由温度梯度导致的钢锭瞬时热应力计算方法,建立了加热过程中钢锭径向、横向和切向的瞬时应力模型。在瞬时应力模型的基础上,根据钢锭在某一温度下的屈服强度和加热炉温度值,提出了控制钢锭加热速度的计算式。用此计算式计算加热工艺参数,可以有效控制钢锭在加热过程的温升速度,避免钢锭在加热过程中产生裂纹,该计算方法已在某特殊钢锻造厂得到实际应用,生产实践证明该方法可行。

第三类热边界条件对激光晶体热效应的影响

以各向异性半解析热分析理论为基础,研究矩形横截面Nd∶YVO4激光晶体在有第三类热边界条件工作时,激光晶体温度场分布和晶体抽运面热形变分布.通过激光晶体工作特点分析,建立符合激光晶体工作状态的热模型.利用各向异性介质热传导方程的半解析求解方法,得出了矩形截面Nd∶YVO4晶体的温度场、端面热形变场的通解表达式.研究结果表明:当使用输出功率为15W半导体激光器端面中心入射Nd∶YVO4晶体(晶体掺钕离子质量分数为0.5%)时,在抽运端面中心获得499.5K最高温度和0.99μm最大热形变量.和将第三类热边界条件近似为第二类热边界条件的通用做法相比更准确.这种方法可以应用到其它激光晶体热问题研究中,为有效解决激光系统热问题提供了理论依据.

第三类热边界条件下两级热电制冷器的性能评价及优化

为了获得两级热电制冷器与实际运行环境匹配的内部结构参数和系统工作电流,引入了第三类热边界条件,建立了能反映冷、热侧介质环境扰动程度的物理模型,推导得到了表征两级热电堆运行性能的关键参数表达式。然后以实现制冷量和制冷效率综合最优为目标,最终提出了不同结构工况下级间元件个数比与工作电流区间的最优分配方案,并进一步讨论分析了影响因素对制冷性能的作用趋势。该多参数耦合的性能评价方法,对于辅助实现多级热电制冷器内部组合结构的优化设计提供了理论参考。

格子Boltzmann方法解扩散方程的复杂边界条件研究

对格子Boltzmann方法求解含第三类边界条件的扩散方程进行了理论和数值研究,构造了一种新的基于bounce-back的边界处理数值格式,用来处理复杂边界问题.借助渐近分析,证明了新方法的数值相容性.用数值算例从不同角度分析了算法的精度和稳定性等,与已有算法相比,新方法在精度、稳定性和效率方面均有较大提高.最后通过一个复杂边界反应扩散的示例演示了新方法应用于复杂多孔介质内多物理化学输运模拟的可行性和有效性.

复杂边界条件下二维功能梯度结构温度场解析解

假设功能梯度材料的热导率以指数函数的形式沿水平、竖直方向分布,在已知二维稳态热传导方程的基础上,采用分离变量法推导出该结构在第一、二、三类边界条件共同作用下的稳态温度场解析解。将该解析解与有限元解对比计算,所得到的节点温度基本一致,误差均小于1%。选取数值算例进行计算,得到了该结构的二维稳态温度场并分析了材料的热导率、上边界介质温度以及下边界热流密度对温度场的影响。