凍結過程的面向對象有限元模擬與實驗研究.pdf

1、凍結過程不但廣泛存在于自然界中,而且廣泛存在于工業(yè)生產中,因此對凍結過程進行研究是十分必要的.凍結過程的最大特點是固液兩相并存,并存在著一個從液態(tài)向固態(tài)轉變的相變過程.凍結問題的難點主要有兩個:第一是凍結體的液相區(qū)以及相變區(qū)中液態(tài)的對流對溫度場的造成的影響;第二是相變區(qū)在相變時放出的潛熱對凍結溫度溫度場的影響以及相變界面位置的確定.對于凍結過程,其數學模型非常復雜,并無精確的解析解.因此,進行深入的研究就不得不采用數值方法.該文在比較了

2、常用的對凍結問題的研究方法如有限差分法、有限單元法等的優(yōu)劣后,在不考慮對流對凍結過程影響的情況下,確定了待研究的凍結模型.在利用有限單元法對凍結模型進行分析的基礎上,通過比較傳統(tǒng)的面向結構的編程方法與較為先進的面向對象編程方法特點,利用后者設計了針對凍結過程模擬的程序算法及極易擴充的程序框架,并利用Java這種優(yōu)秀的面向對象編程語言實現了相應的程序代碼編制.最后對所得的模擬程序進行了數值實驗與凍結實驗驗證.實驗結果表明,該模擬程序的結構