如何用数值方法求解能量平衡方程

计算科学 有限元 流体动力学 边界条件
2021-12-18 13:05:18

再会

我是传热技术的新手,请给我一些关于求解能量平衡方程的建议

aTpt=x(bTpx)+z(cTpz)+b

离散化为

a(TpTp0Δt)=c(TuTpΔXuΔX)+d(TDTpΔXdΔX)+e(TwTpΔZwΔZ)+f(TETpΔZEΔZ)+b

b=Sc+SpTp

在哪里Tp是太阳能电池板的温度 a,c,d,e,f是常数值。

我不知道如何处理这个等式。请提出一些解决方案的提示。

1个回答

在此解决方案中为您提供下一步的问题在于,很容易天真地创建有限差分方案并使其变得不稳定。在这方面重要的事情(无需过多地涉及数学)是您的时间步长、网格大小以及变量变化的速度。

为了使您的方案稳定,通常首选使用隐式时间积分。这意味着循环中的每次迭代(在感兴趣的时间上循环),这个 Tp0 值将是原型 Ax=b 线性系统中的 b 向量。要形成您的 A 矩阵,您需要阅读有关差异方案的更多信息。我会推迟你在谷歌上搜索关于 2D FD 近似的“5 点模板”。您会找到完整的方程式列表。

老实说,我不明白为什么平衡定律下面的离散方程看起来像它。对我来说,这看起来像是在 2D 中稍微改造过的不稳定热传导方程。如果是这种情况,这通常不是离散具有差异的二阶微分方程的典型方法。(虽然我不知道 Tu、Td、Tw 或 Te 是什么。