热传导问题Matlab有限元编程 【含案例源码】

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共20讲 更新到第11讲
当前总时长:3小时27分25秒
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本课适合哪些人学习:

1.【工程学科的研究生】传热学机械工程(热能工程、固体力学)、航空航天工程、材料科学与工程、土木工程、核工程应用广泛,希望在科研中自定义数值计算模型求解特定热传导问题。

2.【相关领域的工程师】在热能、机械、制造、材料处理等领域工作的工程师,工作中需要使用或理解热分析(如使用ANSYS Mechanical/FLUENT, COMSOL, Abaqus等商业软件),但希望深入了解有限元法背后的原理和实现过程。

3.【对计算物理/计算力学感兴趣的研究人员】物理、应用数学等学科中,研究涉及热传导过程(如地球物理中的地热、材料物理中的热输运)的研究人员。

4.【工业软件开发人员】快速掌握行业必备基础技能


你会得到什么:

1.掌握用数值方法解决研究中遇到的实际热传导问题,理解算法细节,进行参数化研究、优化设计或开发自定义模型(商业软件无法满足时),为撰写论文提供数值工具和结果。

2.提升对商业软件结果的理解和判断力: 了解“黑箱”内部是如何工作的,能更好地解读结果、判断其合理性、理解误差来源。

3.解决特定问题或定制化需求: 当商业软件的功能或灵活性不足以解决某些非常规问题时,能够自己开发简单的专用工具。

4.增强技术竞争力: 掌握多学科核心的数值模拟技能。

5.学习一种强大的数值方法(FEM),并将其应用于本领域的具体物理问题建模和求解。Matlab提供了一个相对友好的编程环境来实现算法。


课程介绍:

【总体介绍】

《热传导问题Matlab有限元编程》精品课主要涵盖:传热学基本理论、热传导有限元理论推导、稳态/瞬态问题求解、热固耦合、边界条件施加、热源施加、Matlab代码实现及结果可视化。帮助你从零构建求解器,掌握工业级热仿真核心技术。以案例驱动,面向编程实战。

随课附赠学习包:【课程讲义】 【案例源码】 【理论文本】 【30余本经典有限元教材】

【课程内容】:

  • 2D/3D传热(三角形单元tri3,四边形单元quad4,四面体单元tet4,六面体单元hex8)

  • 瞬态热传导有限元方程的直接积分方法。

  • 三类边界条件:固定温度边界条件,热流密度边界条件,热对流边界条件,体积热源的施加

  • 间接热固耦合:Step1.通过传热单元计算得到温度场;Step2在结构单元施加温度场实现热应力的求解。

  • 直接热固耦合单元:实现温度场、结构位移场、机械应变、热应变、总应变场的求解。

  • 工业级计算精度:对标软件ANSYS,求解误差<1%


课程相关图片:

  • 第1讲 1. 开篇-课程介绍
  • 第2讲 2. 传热学基本理论
  • 第3讲 3.热传导方程的弱形式推导和有限元离散
  • 第4讲 4. 为什么弱形式有助于有限元离散
  • 第5讲 5.1 六面体传热单元有限元基本理论.mp4
  • 第6讲 5.2 六面体传热单元有限元程序讲解(上)
  • 第7讲 5.3 六面体传热单元有限元程序讲解(下)
  • 第8讲 6.六面体传热单元三大类边界条件及体积热源有限元原理
  • 第9讲 6.1热通量和对流换热边界条件的有限元编程
  • 第10讲 6.2体积热源施加有限元编程
  • 第11讲 7.1 瞬态热传导有限元基本理论
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