[发明专利]一种考虑边界效应的线性叠加热传导计算方法

摘要

本发明公开了一种考虑边界效应的线性叠加热传导计算方法。本方法首先选择代表性生热单元，然后模拟计算单位脉冲载荷条件下代表性生热单元对所有温度计算节点的温升数据，最后根据实际生热单元数量及其各自对应的实际载荷谱，按照前述模拟计算时得到的温升数据，对各个节点在所有实际生热单元单独作用下的温升数据进行累加汇总，从而实现了线性叠加算法，解决了热传导问题中的温度计算。由于本方法采用了线性叠加计算方法，因此可以节约大量的有限元计算时间。特别是当需要进行模拟的时间变长时，本发明的高效特性表现得更加明显。

主权项

1.一种考虑边界效应的线性叠加热传导计算方法，其特征在于包括如下步骤：S1，选择代表性生热单元，模拟计算获得单位脉冲载荷下代表性生热单元对所有温度计算节点的温升数据，具体如下：S11，对模型进行网格划分获得若干生热单元，所述模型中有若干温度计算节点；S12，在划分后的模型网格中选择n个代表性生热单元，n≥2，所述代表性生热单元包括处于网格内侧的内部生热单元和处于网格边缘处的边界生热单元；S13，任意取其中一个代表性生热单元，每次模拟计算时仅对此选中的代表性生热单元施加单位脉冲载荷，其他生热单元不产生任何热量，设边界条件与整个模型一致，计算并记录模型中的所有节点在选中的代表性生热单元施加单位脉冲载荷的条件下随时间变化的温升数据；S14，依次对所有的代表性生热单元按照S13中的步骤进行模拟计算，从而建立所有节点在n个代表性生热单元分别单独施加单位脉冲载荷的条件下随时间变化的温升数据；S2，实际发热时的线性叠加热传导计算过程，具体如下：S21,获得实际生热单元数量m及各个实际生热单元的载荷谱，所述载荷谱为实际生热单元的实际加热时间点、以及对应的加热时长、加热幅度；S22，任意选取其中一个节点Ni，i＝1,2……k，k为所有需要获得温度变化的节点数量，将节点Ni的ΔTⁱ的初始值设为零，ΔTⁱ为节点Ni的温升；S23，计算节点Ni在加热开始后某时刻T由于m个实际生热单元共同加热而产生的温升数据，步骤如下：S231，任意选择其中一个实际生热单元即选定实际生热单元，根据选定实际生热单元与步骤S12中的代表性生热单元的位置适配情况，确定与选定实际生热单元相对应的代表性生热单元；S232，按照选定实际生热单元的载荷谱，根据与选定实际生热单元相对应的代表性生热单元的温升数据，根据实际加载幅度与单位载荷的比例计算节点Ni在某时刻T时因选定实际生热单元单独加热而产生的温升数据；S233，按照步骤S231和S232，依次计算节点Ni，i＝1,2……k，在某时刻T时因各个实际生热单元单独加热而产生的温升数据；S234，将以上获得的温升数据累加，即得到节点Ni在加热开始后某时刻T由于m个实际生热单元共同加热而产生的温升数据，节点Ni在时刻T的温度其中为节点Ni的初始温度；S24，在不同的设定时间范围内进行循环计算，获得该节点Ni的温度随时间变化而变化的数据；S25，重复步骤S21至步骤S24，获得所有节点的温度随时间变化而变化的数据。