1. comsol 中的弱形式问题——一维稳态导热
- 弱形式推导的一般方法
- 写出问题的偏微分方程
- 乘以试函数并对方程进行积分
- 采用分部积分进行微分降级得到方程的弱形式
- 一维稳态导热微分方程的弱形式
1.问题描述
如图所示,一根长度为 L=1m的金属棒,左端有恒定热量 q =10W/m2流入,右端保持恒定温度 TL=300K, 有电流流过金属,恒定产热量为 Q=20W/m3,热导率 k=2W/(m.K)为常数,求金属棒上的温度分布。
2. 微分方程
傅里叶定律,也称热传导定律,描述热传导过程。其微分形式如下:
q=-k▽T
其中,q为局部热流密度,W/m2; k为材料热导率,W/(m.K)
一维情况下为:
将问题描述转化为数学语言,因存在内部热源 Q(W m^-3),故控制方程为:
一维形式为:
边界条件为:
3.方程求解
4. 方程的弱形式
4.1乘上试函数并积分(test function)
等式两边同时乘上试函数Φi ( x ),再进行一次积分,则:
4.2 分部积分降低微分阶数
上述方程可变形为:
利用分步积分法消去二阶导项:补充:∫ u d v = u v − ∫ v d u,那么上式变成
此即为弱形式表达式。可见在进行一次积分之后,消除了二阶项,但同时放宽了解要求,因此称之为weak form
5.在comsol中的表现形式
5.1 comsol 弱表达式方程
在comsol中弱形式方程的形式如下:
对比上式,积分方程中可以表达为
故方程在comsol中的弱表达式即为右边的积分项:
-k*test(Tx)*Tx+Q*test(T)
其中,test(Tx)为试函数的导数,test(T)为试函数;Tx为温度的导数
5.2 边界条件
该问题中有两个边界条件,边界方程如下
(1)在x=0处指定了热通量q,其方向向右为+,故在comsol中添加弱贡献项如下:
q*test(T)
(2)在x=L处指定了温度TL,所以在comsol中添加弱贡献项如下:
-u*test(T)-test(u)*(T-TL)
其中u为辅助因变量,以保证采用通量的形式使得L处的温度为TL。
求解的结果如图
1. comsol 中的弱形式问题——一维稳态导热相关推荐
- 一维稳态导热的数值计算c语言,传热传质上机实习题(参考资料C语言)
练习题三:一维非稳态导热的数值计算 非稳态导热问题由于有时间变量,其数值计算出现了一些新的特点.在非稳态导热微分方程中,与时间因素相关的非稳态项是温度对时间的一阶导数,这给差分离散带来了新的特点.由于 ...
- 一维稳态对流扩散问题,无源项,一阶迎风差分格式的python程序
一维稳态对流扩散无源项一阶迎风差分格式 参考书籍:陶文铨的数值传热学+李人宪的有限体积法基础 具体的理论可以参考此文章:有限体积法(7)--迎风格式 例题 一个长度L为1的规则物体,左边界温度恒为1, ...
- 一维稳态对流扩散问题,无源项,中心差分格式的python程序
一维稳态对流扩散中心差分格式 参考书籍:陶文铨的数值传热学+李人宪的有限体积法基础 具体的理论可以参考此文章:有限体积法(5)--对流-扩散方程的离散 例题 一个长度L为1的规则物体,左边界温度恒为1 ...
- comsol官方案例学习——2、二维稳态导热
二维稳态热传导 模型定义 解析解 建模仿真 几何条件 边界条件 物理条件 划分网格 计算 分析比较 模型定义 设定了一个宽和高分别为 0.6 m 和 1.0 m 的矩形域.边界条件: • 左边界为绝缘 ...
- 一维稳态对流扩散问题,无源项,QUICK格式的python程序
具体的理论知识可以看这篇文章:有限体积法(9)--高阶差分格式:QUICK格式 有限体积法(10)--格式精度与待定系数法 QUICK差分格式
- COMSOL Multiphysics弱形式入门(一)
物理问题的描述方式有三种: 1. 偏微分方程 2. 能量最小化形式 3. 弱形式 一般情况下,PDE方程都已经内置在COMSOL Multiphysics的各个模块当中,这种情况下,没有必要去了解PD ...
- COMSOL中RF、波动光学模块仿真基础
1.COMSOL中RF.波动光学模块仿真基础 1.1 COMSOL中求解电磁场的步骤 1.2 RF.波动光学模块的应用领域 2.RF.波动光学模块内置方程解析推导 2.1亥姆霍兹方程在COMSOL中的 ...
- 【转】C#中的弱事件:不同的解决方法
中文原文:http://www.itgrass.com/a/csharp/C-sl/200811/05-8388.html 英文出处:http://www.codeproject.com/KB/cs/ ...
- comsol移动网格_请问一下comsol中怎么设置动网格?
在 COMSOL 中提供了两种变形网格形式可供选择,分别是动网格 (ale) 和变形几何 (dg),这两者的使用方法完全一样,只是适用场景略有不同: 1)当我们希望明确定义材料在域中每点处的应变时,应 ...
最新文章
- WCF布署问题1 :HTTP 错误 404.17 - Not Found 请求的内容似乎是脚本,因而将无法由静态文件处理程序来处理。...
- Google 菜市场(Android Market)上不去的解决方法
- Jerry Wang 2014年在SAP社区CRM板块的积分曾经一直占据第一
- 将matlab中数据输出保存为txt或dat格式
- php魔术方法 效率,PHP常用魔术方法的性能探究
- Widget、MainWindow和Dialog的选择使用
- Xamarin For Visual Studio 3.7.165 完整离线破解版
- Choosing Capital for Treeland codeforce 219-D
- SCVMM2008测试手册
- 关于计算机中的编码问题: ASC2/ Unicode/ Utf-8
- react-color颜色选择器
- LaTeX新手入门以及TeXlive和TeXstudio的安装使用
- 关于excel 打开时提示 文件正在使用 正处于锁定状态 正在编辑 的不治本但简单可行的解决办法
- python处理grd格式文件_python sklearn中,GBDT模型训练之后,可以查看模型中树的分裂路径吗?...
- 小白必看——炒币术语大盘点
- 前端实现AWS s3亚马逊云储存上传资源
- phpcmsV9 全站搜索功能如何实现
- 洗牌算法具体指的是什么
- 微信公众号怎么进行测试?
- css flex布局网页小游戏
热门文章
- JAVA实现接口监控报警系统
- item_password-获得淘口令真实url-返利API
- C/C++ 笔记、Python 笔记、JavaWeb + 大数据 笔记
- 为什么移动的4G频段会那么高?
- rbf网络c语言程序设计,rbf网络(径向基函数插值)
- 16位数与8位数的转换
- java.lang.StackOverflowError异常
- oracle ora-01103:,ORA-01103: database name 'ORCLDG' in control file is not 'ORCL'
- c语言中vector函数大全,C++标准库之vector(各函数及其使用全)
- 【备忘】小布老师OracleDBA视频合集