【正文】 通過模擬結(jié)果與資料數(shù)據(jù)的對比，證明了所建立的一維導(dǎo)熱物理模型與數(shù)學(xué)模型的可行性和使用一維數(shù)學(xué)模型對錐形 量熱儀傳熱過程進行計算的可行性。只要處理好實驗測的數(shù)據(jù)，模擬系統(tǒng)的可行性就可以得到一定的保證。 實驗測得結(jié)果具體數(shù)據(jù)如下： 時間 s 表面 粗棒 表面 細(xì)棒 內(nèi)部 0mm 內(nèi)部 mm 內(nèi)部 3mm 內(nèi)部 5mm 0 1 5 10 15 20 25 553. 556. 319. 296 295 29聚合物材料導(dǎo)熱系數(shù)估算方法的研究 30 41 88 29 .26 .06 30 35 40 45 50 55 60 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，把時間和內(nèi)部 的數(shù)據(jù)帶入到程序中，得到的材料模擬導(dǎo)熱系數(shù)如下： ℃ ~ W/(m*K), ℃ ~(m*K), ℃ ~(m*K), ℃ ~(m*K)。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 程序主要結(jié)構(gòu)圖 材料參數(shù)直接輸入 入庫 選擇輸入方式 使用已知數(shù)據(jù)庫 輸入數(shù)據(jù) 溫度 —— 導(dǎo)熱系數(shù) 實驗數(shù)據(jù) 材料參數(shù)使用數(shù)據(jù)庫 實驗數(shù)據(jù)輸入 計算入庫 選擇輸出方式 成圖 計算 調(diào)用數(shù)據(jù)庫計算 調(diào)用數(shù)據(jù)庫成圖 輸出 材料參數(shù)直接輸入 入庫 聚合物材料導(dǎo)熱系數(shù)估算方法的研究 28 圖 41程序主要結(jié)構(gòu)圖 Framework of the program 算法流程圖 迭代計算將數(shù)據(jù)存入數(shù)組 參數(shù)輸入 計算結(jié)束 判斷 T與 T測試 T。因此，在軟件開發(fā)過程中，對與變量、控件名稱等的命名按照如下模式： 所在窗口名意義類型變量名 ??? ； 同時，對于每一段代碼，都加上相應(yīng)的注釋，提高 程序可讀性。軟件的界面對于用戶來說是至關(guān)重要的，本軟件設(shè)計為友好的圖形用戶界面。 ForminputtemperatureTable1FieldByName(溫度 )AsString=wendu。houdushumu++) u1[houdushumu]=u2[houdushumu]。houdushumu++) u2[houdushumu]=((daorexishu*shijiandanwei)/(cailiaomidu*cailiaorerong*hoududanwei*hoududanwei))*(u1[houdushumu+1]2*u1[houdushumu]+u1[houdushumu1])青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 +u1[houdushumu]。shijianshiyanshijian。daorexishu=daorexishu+) //初始條件各點溫度值 { for(houdushumu=0。houdushumuhouduzongshu+1。houdushumuhouduzongshu。 //對每一時刻各 點溫度循環(huán)求解 for(shijian=0。jieshuwenduu1[cewenweizhi]。 for(houdushumu=0。 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 //中間點溫度 for(houdushumu=1。houdushumu++) u1[houdushumu]=chushiwendu。 //計算用數(shù)組 float *u1=new float[houduzongshu+2]。 float shijian,xuniwendu。 chushiwendu=StrToFloat(Table1experimentdataFieldByName( 初始溫度)AsString)。 cailiaohoudu=StrToFloat(Formexperimentdata1TablematerialparameterFieldByName(材料厚度 )AsString)。 fashelv=StrToFloat(Formexperimentdata1TablematerialparameterFieldByName(發(fā)射率 )AsString)。 cailiaomidu=StrToFloat(Formexperimentdata1TablematerialparameterFieldByName(材料密度 )AsString)。 float cailiaomidu,cailiaorerong,shijiandanwei,hoududanwei,fashelv,retongliang。 模型的計算機求解 由前述得到本模型的偏微分方程離散化后的線性方程組為： （ 1） 受熱的上表面： ]})[()({)( )(2()(244121環(huán)境溫度上表面環(huán)境溫度上表面上表面上表面上表面 ）TTTThqxc tTTTx tckTjjvjjjj???????????????????? （ 2）物體中間結(jié)點： jijijijiji TTTTx tckT ???????? ??? )2()( 1121 ? （ 3）非受熱的下表面： jjjj TTTx tckT 下表面下表面表面下下表面 ???? ??? ?? )()( *2 1 21 ? 模型的計算機求解過程，就是根據(jù)已知的數(shù)學(xué)線性方程，在計算機上通過編程得到數(shù)據(jù)結(jié)果的過程。 二、軟件開發(fā)模型：為了指導(dǎo)軟件的開發(fā)，而用不同的方式將軟件生存周聚合物材料導(dǎo)熱系數(shù)估算方法的研究 20 期中的所有開發(fā)活動組織起來，形成不同的軟件開發(fā)周期。 （ 2）編碼：其任務(wù)是用某種程序語言為每個模塊編寫程序。本階段通?？煞殖绍浖O(shè)計、編碼、軟件測試等階段。其任務(wù)是確定待開發(fā)的總體要求和適用范圍，以及與之有關(guān)的硬件、支撐軟件的要求。 一、軟件 生存周期：軟件產(chǎn)品或軟件系統(tǒng)要經(jīng)歷軟件定義、軟件開發(fā)、軟件維護直至被淘汰這樣一個全過程。j++) t=t*(jisuanwendujieshuwendu[j])/(jieshuwendu[k]jieshuwendu[j])。jk。 //溫度 導(dǎo)熱系數(shù)拉格朗日實現(xiàn) for(k=0。 i++。 ForminputtemperatureTable1First()。 while(!ForminputtemperatureTable1Eof) { i++。 結(jié)論 下面我們對苯在 160 ℃ 下用不同方法求得與精密儀器測得的導(dǎo)熱系數(shù) K進行 比較 ， 結(jié)果見表 4。 表 32 函數(shù)關(guān)系 Function relationship x x0 x1 x2 …… xn Y=f(x) y0 y1 y2 …… yn 其中 f(x )在區(qū)間 [a, b]上連續(xù)并有意義 ， X 0X 1X 2?? X n 為區(qū)間 [a, b]上 n + 1 個互不相同的點 ， 要求在一個性質(zhì)優(yōu)良便于計算的函數(shù) {U(x)}中 ， 選出一個使 Yi =U(X i)(i =0,1 2,?? ,n)的函數(shù) U(x)作為 f(x) 的近似 ， 稱 U(x)為 f(x)的插值函數(shù) ， 點 X I為插值節(jié)點 1，一般選用 K 個節(jié)點 ， 須構(gòu)造 K1 次拉格朗日插聚合物材料導(dǎo)熱系數(shù)估算方法的研究 16 值函數(shù) (K=2,3,?? ,n)。 若在傳熱過程中需要用表 31 中數(shù)據(jù)求得 160℃的 K， 因表 31 中并未直接給出該溫度苯的導(dǎo)熱系數(shù) ， t 和 K 之間的關(guān)系又無法 以解析式表達 ， 所以通常采用代數(shù)、幾何平均法或者對數(shù)平均法 ， 但所得到的 K 誤差較大 ， 并且在化工生產(chǎn)過程中造成一定的熱量損失。 在模型建立過程中涉及到的導(dǎo)熱系數(shù)是一個定值，這就決定了在計算過程中所得到的導(dǎo)熱系數(shù)只能是一個溫度的近似值?；喌茫? jijijijiji TTTTx tckT ???????? ??? )2()( 1121 ? (式 215) 可以證明當(dāng)21)( 2 ???? xtck?時，差分方程是穩(wěn)定的，并且解是收斂于原定解問題的解（證明參閱復(fù)旦大學(xué)編《微分方程及其數(shù)值解》） 。由于是不可壓縮的固體導(dǎo)熱，在此簡化處理，忽略其影響，則： DtDQDtDU ?? ? (式 29) 當(dāng) vc （物質(zhì)的定容比熱，對于不可壓縮流體 ccc pv ?? ）為常量，且忽略 U青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 隨 p 的變化時，有DtDTcDtDU ?? ?且由于在固體中導(dǎo)熱，隨體導(dǎo)數(shù)變?yōu)槠⒎中问剑? tTctU ????? ?? (式 210) (式 28) 與 (式 210)代入 (式 29)得到能量方程 ： 22xTcktT ?????? ? (式 211) 模型的邊界條件與初始條件 本模型物體初始狀態(tài)為溫度與環(huán)境溫度相同，受熱上表面熱通量固定，是具有對流與輻射的典型的第三類邊界，非受熱下表面近似看成絕熱狀態(tài)。 若每瞬時流體微元的密度為 ? 、體積為 dxdydz ，則其質(zhì)量為 dxdydz? 。而微元與環(huán)境流之間的熱交換只有以分子傳遞形式進行的導(dǎo)熱。對此物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型的過程中需滿足以下條件：樣品本身假設(shè)為不可壓縮固體、密度值不變；材料的傳熱作一維不穩(wěn)定傳熱過程假設(shè)；樣品上表面為受熱表面，考慮固定熱通量的熱傳導(dǎo)、物質(zhì)間的熱輻射及對流傳熱，其它影響忽略；樣品的下表面為非受熱表面，作絕熱狀態(tài)假設(shè)。 C++Builder 是一個面向?qū)ο蟮目梢暬幊唐脚_，可以創(chuàng)建 Win32 控制臺應(yīng)用程序或 Win32GUI(圖形用戶界面 )程序，利用C++Builder 編程，可以用最小的代碼開銷編寫出高效率的 W i n d o w s 應(yīng)用程序。 計算機工具的選擇 聚合物材料導(dǎo)熱系數(shù)估算方法的研究 8 C++是一門高效實用的程序設(shè)計語言，它既可以進行過程化程序設(shè)計，也可以進行面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計。 （ 3）原項具 有負(fù)的斜率： j? 要求是負(fù)值或零。也就是說，不論網(wǎng)格劃分的疏密情況如何，它的解都能滿足控制容積的積分平衡。包括配置法、最小二乘法、矩量法、伽遼金法。 一、幾種常用的離散化方法： (1) 泰勒級數(shù)展開：如圖 所示的結(jié)點組。 (5) 耦合 邊界：一般在處理復(fù)合材料、固液（或氣液）兩相等問題時，將它們作為