1、二维非稳态导热微分方程:S Y
T X T t T p +??+??=)2222c (λδδρ。对于时间步进(x 方向,y 方向)及空间而言,该方程为何种类型的方程?
解: 将二维非稳态导热微分方程化为:0c 2222=+-??+??S t
T Y T X T p δδρλλ (1)x 方向:0,0,a ===c b λ。则:04b 2=-=?ac ,所以该二维非稳态导热方程为抛物型方程。
(2)y 方向:0,0,a ===c b λ。则:04b 2=-=?ac ,所以该二维非稳态导热方程也为抛物型方程。
(3)对于空间而言,二维非稳态导热方程可知:,0,a b c λλ===则:2240b ac λ?=-=-<,所以该二维非稳态导热方程为椭圆型方程。
2、
(补充不可压、常物性的条件。写出守恒型和非守恒型控制方程,并推导二者关系。) 解:由题可知,该流体为不可压缩、常物性流体,而且是有内热源的二维问题。
守恒型控制方程: 质量守恒方程:0=??+??y
v x u ; 由于流体自身条件,使得0==v u S S ,得
动量守恒方程:()()???
? ????+??+??-=??+??22221y u x u v x p y vu x uu ρ ()()???
? ????+??+??-=??+??22221y v x v v y p y vv x uv ρ ; 能量守恒方程:()()T S y T x T a y vT x uT +???
? ????+??=??+??2222 . 非守恒型控制方程:
质量守恒方程:无非守恒型 动量守恒方程:???
? ????+??+??-=??+??22221y u x u v x p y u v x u u ρ ???
? ????+??+??-=??+??22221y v x v v y p y v v x v u ρ ;
能量守恒方程:T S y T x
T a y T v x T u +???? ????+??=??+??2222
流速及温度的边界条件:
进口截面:c T in =,()y u u =,0=v ;
在两平板界面上:0=??y
T ,0=v ,()y u u =; 出口截面:0=??x T ,0=??x u ,0=??y v .