四段式有限元法分析热耦合的流体-固体相互作用问题

• 作者: A·马拉第普 N·万苏法克 P·德乔姆凡 海治
• 来源期刊: 应用数学和力学
• 学科: 数学
• 关键词: 液体-固体相互作用 有限元法 四段式
• 年，卷（期）: 2012,（1）
• 页码范围: 94-112
• 分类号: O175.2|O242.21
• 语种: 中文
• DOI: 10.3879/j.issn.1000-0887.2012.01.008

摘要

给出了一种流(体)-热-结构综合的分析方法,固体中的热传导耦合了粘性流体中的热对流,因而在固体中产生热应力.应用四段式有限元法和流线逆风Petrov-Galerkin法分析热粘性流动,应用Galerkin法分析固体中的热传导和热应力.应用二阶半隐式Crank-Nicolson格式对时间积分,提高了非线性方程线性化后的计算效率.为了简化所有有限元公式,采用3节点的三角形单元,对所有的变量:流体的速度分量、压力、温度和固体的位移,使用同阶次的插值函数.这样做的主要优点是,使流体-固体介面处的热传导连接成一体.数个测试问题的结果表明,这种有限元法是有效的,且能加深对流(体)-热-结构相互作用现象的理解.