热流密度/对流换热边界下双向梯度板的瞬态温度场分析

采用有限单元-有限差分法研究了热流密度/对流换热边界条件下双向梯度板的瞬态热传导问题。采用细观力学方法结合混合律准则描述了材料的热物理属性,通过推导一种8节点高阶双向梯度单元建立了结构的连续梯度有限元模型。计算给出了在考虑组份属性的温度效应下,温度场的时间响应历程以及不同时刻温度场的空间分布形式,并与材料属性温度无关时的计算结果进行了比较,最后讨论了相关参数对瞬态温度场的影响规律。结果表明:温度较低时,组份属性的温度效应对瞬态温度场影响很小;在y方向热流密度载荷的作用下,温度场沿x、y方向均存在明显的梯度;x方向组份体积分布系数的增大,延长了温度场达到稳态需要的时间,绝对温度梯度沿x、y方向均增大,稳态温度场升高;增大y方向组份体积分布系数的值,情况相反。