一种加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法技术

技术编号:43897243 阅读:13 留言:0更新日期:2025-01-03 13:10
本发明专利技术公开了一种加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法,S1:建立待分析结构的几何模型并进行网格划分,得到温度场有限元模型;S2:设定温度场有限元模型的性质、网格控制参数、边界条件、初始条件和求解信息;S3:获取温度场有限元模型的信息,并进行初始化;S4:建立传热总体矩阵:S5:选取辐射小面,计算得到辐射角系数矩阵;S6:建立腔体辐射能量方程;S7:基于腔体辐射能量方程和传热总体矩阵得到最终温度迭代计算方程,并求解;S8:迭代求解直到设定的计算结束时间,得到温度场。本发明专利技术通过半隐式分离牛顿法对腔体辐射能量方程和传热总体矩阵进行处理从而得到最终的温度场迭代方程,并进行迭代计算,能够显著提高收敛效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传热面面辐射计算,尤其涉及一种加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法


技术介绍

1、面面辐射一直是传热分析中一个具有挑战性的求解问题,在普通的传热分析中,问题往往是线性的,求解的精度与效率能够得到有效保证,但在面面辐射问题中,任意两个参与计算的单元面之间都会发生热量交换,且该热量辐射的热流与当前单元面的温度、面与面间的辐射角系数矩阵、辐射系数以及环境温度都有关系,其中辐射与温度的四次方成正比,因此该问题为高度非线性问题。

2、求解面面辐射问题所采用的收敛算法都需要对传热方程以及腔体辐射能量方程进行耦合分析,目前主流的算法包括完全耦合法和顺序耦合法:1)完全耦合法:通过扩充温度场的辐射热流自由度,将传热方程与腔体辐射能量方程同时求解,以达到热场耦合迭代计算求解的目的,此方法中求解的自由度为温度场与辐射热流,该方法的理论较为直接,耦合程度高,因此在较小模型案例中的效果良好,但是该方法需将温度自由度与辐射热流自由度同时计算,导致整体求解矩阵需要在传热方程求解矩阵的基础上扩大,进而导致矩阵过大,计算消耗太高,对内存的需求过大,这本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法,其特征在于,具体步骤包括:

2.根据权利要求1所述的加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法,其特征在于,S5中,根据选取的辐射小面的节点坐标和法线方向计算得到辐射角系数矩阵的过程为:

3.根据权利要求1所述的加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法,其特征在于,S6中,根据辐射角系数矩阵以及当前各辐射小面的温度,建立的腔体辐射能量方程为:

4.根据权利要求3所述的加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法,其特征在于,S7中,采用半隐式分离牛顿法对腔体辐射能量方程和传热总体矩阵进...

【技术特征摘要】

1.一种加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法,其特征在于,具体步骤包括:

2.根据权利要求1所述的加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法,其特征在于,s5中,根据选取的辐射小面的节点坐标和法线方向计算得到辐射角系数矩阵的过程为:

3.根据权利要求1所述的加快高度非线性的面面辐射问题迭代收敛速度的方法,其特征在于,s6中,根据辐射角系数矩阵以及当...

【专利技术属性】
技术研发人员:李云帆张群刘健
申请(专利权)人:英特工程仿真技术大连有限公司
类型:发明
国别省市:

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