对流传热知识点概述与微分方程求解方法

该思维导图概述了对流传热的主要知识点,包括定义与分类、影响因素及牛顿冷却公式,进一步介绍了对流传热的微分方程组及边界层理论。还探讨了动量与热量传递的类比,以及相似理论的基础和实验方法,最后简要介绍了对流传热的数值求解方法,涵盖了控制方程离散化和湍流模型等内容,共统计知识点34个。

源码
# 对流传热知识点
- 一、对流传热概述
  - 1.1 定义与分类
    - 对流传热 = 流体流动(强制对流/自然对流) + 导热作用
    - 分类
      - 单相对流传热
      - 相变对流传热
      - 层流对流传热
      - 湍流对流传热
  - 1.2 影响因素
    - 流动状态(Reynolds数)
    - 流体物性
      - 动粘度(μ)
      - 密度(ρ)
      - 比热容(cp)
      - 导热系数(λ)
    - 表面几何条件
    - 温差(Grashof数)
  - 1.3 牛顿冷却公式
    - 表面传热系数的意义
  - 1.4 关键问题
    - 确定表面传热系数的分布规律
    - 影响因素的探讨
- 二、对流传热微分方程组
  - 2.1 连续性方程
    - 质量守恒原理
  - 2.2 动量方程
    - Navier-Stokes方程解析
    - 动量守恒
  - 2.3 能量方程
    - 能量守恒
    - 黏性耗散项的影响
  - 2.4 边界条件
    - 速度边界条件
      - 无滑移条件
    - 温度边界条件
      - 等温壁面
      - 热流密度条件
- 三、边界层对流传热微分方程组
  - 3.1 普朗特边界层理论
    - 流动边界层的概念
    - 热边界层的定义
    - 厚度的计算(δ与δ_t)
  - 3.2 方程简化
    - 数量级分析的应用
    - 边界层方程的推导
      - 连续性方程的修改
      - 动量方程的简化
      - 能量方程的修改
  - 3.3 边界层特点
    - 薄层内速度和温度梯度特征
    - 主流区梯度的忽略
- 四、动量传递与热量传递的类比
  - 4.1 雷诺类比(层流)
    - 摩擦系数与传热系数的关系
  - 4.2 柯尔本类比(湍流)
    - 斯坦顿数的引入
  - 4.3 类比条件
    - 物性参数保持恒定(Pr ≈ 1)
    - 无体积力影响
    - 低速流动条件
  - 4.4 应用实例
    - 利用摩擦系数数据推算传热系数
- 五、相似理论基础
  - 5.1 相似原理
    - 三个相似定理
      - 同类现象的识别
      - 单值性条件的相似
      - 相似准则数的相等性
  - 5.2 准则数的介绍
    - 努塞尔数(Nu)
    - 雷诺数(Re)
    - 普朗特数(Pr)
    - 格拉晓夫数(Gr,针对自然对流)
  - 5.3 实验方法
    - 模化实验设计的步骤
    - 准则方程的建立与应用
- 六、对流传热数值求解方法简介
  - 6.1 控制方程离散化
    - 有限差分法概述
    - 有限体积法概述
    - 有限元法概述
  - 6.2 湍流模型
    - k-ε模型的特点
    - 大涡模拟(LES)的优势
  - 6.3 求解步骤
    - 网格划分的原则
    - 边界条件设置方法
    - 迭代求解的策略
    - 结果验证的重要性
- 知识点统计
  - 总计知识点数:34个
    - 概
图片
对流传热知识点概述与微分方程求解方法