温度场概述.doc

[46]顾建强. 激光熔覆残余应力场的数值模拟[D]. 浙江工业大学硕士学位论文，2010. 热传导分析的有限元法 1.传热的基本方式 热有三种基本方式：热传导、对流和热辐射。热传导是指温度不同的物体仅仅由于 直接的接触而没有相对的宏观运动时所发生的能量传递现象，热量的传递是依靠分子、原 子及自由电子等微观粒子的热运动来完成的。热对流是指流体中温度不同的各部分相互混 合的宏观运动引起能量传递的现象。热辐射是指物质对外通过发射的电磁波的形式在空间 传递能量的现象。传导是物质的本能，只要有温度差，就有热量自发地从高温物体向低温 物体传递，或由物体的高温部分传向低温部分。 1822 年，傅里叶提出了著名的导热基本定律，即：在任意时刻，均匀连续介质中各 点传递的热流密度 q 与该点的温度梯度成正比，即： 式中负号表明导热的方向与温度梯度方向相反,式中 k 为连续介质的导热系数，gradT 为导 热梯度，其表达式为： 对流换热和对流换热系数 固体壁面和流体之间的换热是依靠流体的热传导和热对流方式相结合进行的。流体和 固体一样具有导热本能，只有在流体静止不动时才出现单纯的导热现象。固体壁面与流体 之间的对流换热可以用以下定律来进行描述： 式中，q 为传递的热流密度，T 为固体壁面的温度， T 0为流体的温度，h 为对流换热系数。 对流换热系数是指当流体与壁面温度相差 1℃时每单位壁面面积上单位时间内所传递的 热量。 热辐射的基本定律和辐射换热 辐射是物质所固有的属性。热辐射的强度取决于物质的温度，只要温度高于绝对零度， 任何物质都会向周围空间发射电磁波辐射。热辐射由斯蒂芬——玻耳兹曼定律进行描述： 式中，q 为物体热辐射能流密度，ε 为物体黑度， σ 0为斯蒂芬——玻耳兹曼常数， 2.热传导问题的数学描述 3.热传导问题的有限元法 热弹塑性的有限元法 1.激光熔覆力学准则 2.热力耦合分析 残余应力测试方法 1.X射线衍射法测定残余应力