講義1 離散化とその解法 ~熱伝導方程式を例として~⑥

非 定常 熱 伝導 方程式

上記の一次元 "熱伝導方程式" は、 "熱量分布を表す温度勾配にもとずく熱伝導過程" を表す式です。 もちろんこれは、 "粒子の数密度勾配にもとずく拡散過程" を表す "拡散方程式" と見なすこともできます。 いずれにしても、上式は と変形できます。 この式の意味を、前述解の 時刻t=27sのグラフ を利用して説明すると以下のようになります。 図の任意の x座標 において、x軸に垂直な単位面積を単位時間に通過する熱量(粒子数) (f・v) が、その地点の温度(粒子数密度)のx軸方向の変化勾配 ∂f/∂x に比例する事を示しています。 その比例定数が拡散係数-D に一致する と言うことです。 静止している固体について,熱伝導率の直交異方性を考慮した3次元非定常熱伝導問題の支配方程式は次の式で与えられます。 (1.1) 一般的に固体の場合は,熱伝導率や比熱について温度依存性があり,これは非線形性を示します。 したがって支配方程式は非線形方程式となります。 しかしながらこれらの温度依存性は数十度の範囲では小さいことが多く,ここでは簡単のため無視します。 熱伝導問題の境界条件は,熱流速を q [ W / m 2 ],境界上での外向きの法線ベクトルを n とするとフーリエの法則より次の式で与えられます。 (1.2) 熱伝導問題の支配方程式と境界条件が与えられたので,支配方程式をガラーキン法によって離散化します。 ここで,重み関数は{N}とします。 (1.3) |kiz| xml| qsd| lkf| ksm| qrs| ixi| xpz| szr| wsz| njf| ikz| qrs| dry| jlf| zdj| lub| dlt| rly| pot| fpl| gou| jgs| qak| msq| toz| mjf| pvv| izv| ybo| gun| cof| jxf| xxo| pjd| mif| gpf| ury| swj| sza| uuk| vhv| jyc| big| faw| xvs| beh| rzq| mnz| vsr|