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如何计算换热器内流体流动和传热的数值?

发布时间:2015-01-28 新闻来源:www.tchrq.cn
       计算流体力学的基本思想是通过计算机数值计算和图像显示,对包括有流体流动和热传递等相关物理现象的系统进行分析,把原来在时间和空间上连续的物理量的场,如速度场和压力场,用有限个离散点上的变量值的集合来代替,构造这些离散点上场变量之间关系的代数方程组,然后求解代数方程组获得场变量的近似值。
       对于换热器内流体流动和传热的数值模拟可以归结为求解一组偏微分方程组及相应的定解条件,这些偏微分方程具有强烈的非线性,因而对于工程实际问题,只能采用数值计算方法进行求解。目前常用的计算方法主要有:有限体积法、有限元法、边界元法等。
      实践证明,对于换热器内流体流动和传热的控制微分方程组,较好的求解方法是采用有限元法离散为代表方程组,然后求解这些代数方程组。对于非线性代数方程组,目前常采用的解法主要是迭代法和增量法。
      因此,最好的求解方法是综合各类方法的优点,采用增量形式的迭代法。在迭代过程中用无约束最小化方法寻求优化方向与步长,成为非线性代数方程组解法的主流。对于换热器流体流动和传热的有限元离散的非线性代数方程组,可采用增量牛顿-拉斐逊迭代法及增量预处理的共轭梯度法两种方法。
 
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