組合熱邊界下二維梯度板平面穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分析.pdf

1、功能梯度材料(2D-FGM)是由兩種或多種屬性不同的材料混合而成的新型復(fù)合材料，它具有良好的耐熱隔熱、耐磨、耐腐蝕、高強(qiáng)度、抗氧化和熱應(yīng)力緩和等材料性能，被廣泛應(yīng)用于土木工程、機(jī)械制造、航空航天、電器制造、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
　　本文通過對(duì)已有的研究成果的分析，基于傅里葉熱傳導(dǎo)定律，通過熱力學(xué)第一定律建立固體導(dǎo)熱微分方程，為簡化計(jì)算，2D-FGM板采用指數(shù)函數(shù)形式的對(duì)流換熱系數(shù)和熱導(dǎo)率分布，限定邊值問題（上邊界為對(duì)流換熱條件，左右恒

2、溫下邊絕熱邊界和三側(cè)恒溫的熱邊界），采用兩種方法求解熱傳導(dǎo)偏微分方程，得到對(duì)流換熱邊界條件下2D-FGM板平面穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的分布，一種是應(yīng)用分離變量法，求得2D-FGM板平面穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)唯一形式解析解，另一種是采用加權(quán)余量法推導(dǎo)出了有限元形式偏微分方程，利用有限元法解方程得到2D-FGM板平面穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)數(shù)值解。最后采用這兩種計(jì)算方法計(jì)算相同初始條件和熱邊界條件下的2D-FGM板穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)，對(duì)比相互驗(yàn)證了本文計(jì)算方法的正確性。
　　本文

3、結(jié)合2D-FGM板的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境情況，通過算例分析和討論了在上邊界為對(duì)流換熱、左右恒溫下邊絕熱和三側(cè)恒溫?zé)徇吔鐥l件下，熱導(dǎo)率梯度變化參數(shù)、流體介質(zhì)溫度、對(duì)流換熱系數(shù)和平面板結(jié)構(gòu)幾何尺寸對(duì)2D-FGM板穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布的影響，結(jié)果表明:在兩側(cè)恒溫下邊絕熱和三側(cè)恒溫兩種邊界條件下2D-FGM板溫度場(chǎng)受熱導(dǎo)率梯度變化參數(shù)、流體介質(zhì)溫度、對(duì)流換熱系數(shù)和平面板結(jié)構(gòu)幾何尺寸影響的變化規(guī)律基本一致，并且它們對(duì)溫度場(chǎng)分布規(guī)律的影響都十分明顯。本文的理論推