熱能工程與先進(jìn)能源技術(shù)仿真與設(shè)計(jì)pdf免費(fèi)版

熱能工程與先進(jìn)能源技術(shù)仿真與設(shè)計(jì)針對能源技術(shù)的基本技術(shù)特征，運(yùn)用COMSOL Multiphysics軟件對熱能工程及幾種可再生能源的仿真模擬與設(shè)計(jì)，對具體的工程技術(shù)有一定的借鑒作用。

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第1章 緒論

1.1 能源使用與環(huán)境

1.2 當(dāng)前能源利用概述

1.2.1 鍋爐燃燒及燃煤發(fā)電概述

1.2.2 太陽能直接熱利用概述

1.2.3 太陽能光伏發(fā)電概述

1.2.4 核能發(fā)電技術(shù)概述

1.2.5 燃料電池發(fā)電技術(shù)概述

1.2.6 海洋能（潮汐能、波浪能、洋流能、海洋溫差能）利用概述

1.2.7 水力能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芾�用概�?/p>

1.3 發(fā)展傳熱-傳質(zhì)-電磁工程仿真技術(shù)的重要性

參考文獻(xiàn)

第2章 幾何結(jié)構(gòu)

2.1 建立一維幾何結(jié)構(gòu)

2.1.1 點(diǎn)的建立

2.1.2 線段的建立

2.1.3 多段線的建立

2.2 建立二維幾何結(jié)構(gòu)

2.2.1 圓的創(chuàng)建

2.2.2 橢圓的創(chuàng)建

2.2.3 矩形的創(chuàng)建

2.2.4 正方形的創(chuàng)建

2.2.5 多邊形的創(chuàng)建

2.3 二維幾何結(jié)構(gòu)的布爾運(yùn)算

2.3.1 并集

2.3.2 交集

2.3.3 差集

2.3.4 組合

2.4 編輯二維幾何結(jié)構(gòu)

2.4.1 選擇幾何結(jié)構(gòu)對象

2.4.2 修改幾何結(jié)構(gòu)對象

2.4.3 創(chuàng)建幾何結(jié)構(gòu)對象副本

2.5 倒角與圓角

2.5.1 倒角

2.5.2 圓角

2.6 二維綜合實(shí)例

2.7 建立三維幾何結(jié)構(gòu)

2.7.1 長方體的創(chuàng)建

2.7.2 圓柱體的創(chuàng)建

2.7.3 圓錐體的創(chuàng)建

2.7.4 球體的創(chuàng)建

2.8 通過二維對象創(chuàng)建三維模型

2.8.1 拉伸

2.8.2 旋轉(zhuǎn)

2.9 三維幾何結(jié)構(gòu)的布爾運(yùn)算

2.9.1 并集

2.9.2 交集

2.9.3 差集

2.10 編輯三維幾何結(jié)構(gòu)

2.10.1 陣列

2.10.2 復(fù)制

2.10.3 鏡像

2.10.4 移動

2.10.5 旋轉(zhuǎn)

2.11 三維綜合實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第3章 網(wǎng)格劃分

3.1 建立自由三角形網(wǎng)格

3.1.1 根據(jù)系統(tǒng)默認(rèn)尺寸直接生成自由網(wǎng)格

3.1.2 利用Size控制不同邊的網(wǎng)格尺寸

3.1.3 利用Size控制不同區(qū)域的網(wǎng)格尺寸

3.1.4 利用Distribution控制不同邊的網(wǎng)格數(shù)量

3.2 建立結(jié)構(gòu)網(wǎng)格

3.3 建立自由四邊形網(wǎng)格

3.4 建立邊界層網(wǎng)格

3.5 建立拉伸網(wǎng)格

3.6 建立雙重網(wǎng)格

3.7 建立裝配體網(wǎng)格

3.8 邊網(wǎng)格

3.9 復(fù)制網(wǎng)格

3.9.1 復(fù)制面網(wǎng)格

3.9.2 復(fù)制體網(wǎng)格

3.10 網(wǎng)格轉(zhuǎn)換

3.10.1 面轉(zhuǎn)換

3.10.2 體轉(zhuǎn)換

3.11 網(wǎng)格劃分綜合實(shí)例

參考文獻(xiàn)

第4章 數(shù)學(xué)方程求解

4.1 代數(shù)方程

4.1.1 SOL? 默認(rèn)算子、常數(shù)及函數(shù)

4.1.2 一元一階方程求解過程

4.1.3 一元多階方程的求解

4.1.4 二元一階方程組求解

4.1.5 二元多階方程組

4.2 超越方程

4.3 微分方程

4.3.1 SOL符號約定

4.3.2 微分方程的分類

4.3.3 常微分方程

4.3.4 偏微分方程

4.3.5 微分代數(shù)方程

4.3.6 經(jīng)典微分方程

參考文獻(xiàn)

第5章 傳質(zhì)仿真

5.1 物質(zhì)擴(kuò)散涉及的物理量

5.2 Fick’s model簡介

5.3 Stefan–Maxwell model簡介

5.4 Dusty gas model簡介

5.5 具有菲克定律形式的塵氣模型簡介

5.5.1 兩組分塵氣模型

5.5.2 多組分塵氣模型

5.6 FM應(yīng)用實(shí)例

5.6.1 引言

5.6.2 模型定義

5.6.3 結(jié)果與討論

5.6.4 模型簡介

5.7 SMM應(yīng)用實(shí)例

5.7.1 引言

5.7.2 模型定義

5.7.3 模型簡介

5.8 DGMFM應(yīng)用實(shí)例

5.8.1 引言

5.8.2 模型定義

5.8.3 模型簡介

參考文獻(xiàn)

第6章 傳熱仿真

6.1 熱傳導(dǎo)

6.2 熱對流

6.3 熱輻射

6.4 換熱器仿真

6.4.1 引言

6.4.2 模型定義

6.4.3 結(jié)果與討論

6.4.4 模型簡介

6.5 汽車剎車盤在剎車前后溫度變化仿真

6.5.1 引言

6.5.2 模型定義

6.5.3 結(jié)果與討論

6.5.4 模型簡介

6.6 水杯中的自然對流仿真

6.6.1 引言

6.6.2 模型定義

6.6.3 結(jié)果與討論

6.6.4 模型簡介

參考文獻(xiàn)

第7章 動量仿真

7.1 自由空間中的動量方程

7.2 多孔介質(zhì)中的動量方程

7.3 流體閥仿真

7.3.1 引言

7.3.2 模型定義

7.3.3 模型簡介

7.4 混合器內(nèi)部流場數(shù)值模擬

7.4.1 引言

7.4.2 模型定義

7.4.3 結(jié)果與討論

7.4.4 模型簡介

參考文獻(xiàn)

第8章 導(dǎo)電仿真

8.1 電荷守恒方程

8.2 電導(dǎo)率

8.3 有效電導(dǎo)率的計(jì)算

8.3.1 引言

8.3.2 模型定義

8.3.3 結(jié)果與討論

8.3.4 模型簡介

參考文獻(xiàn)

第9章 燃料電池理論基礎(chǔ)

9.1 能源危機(jī)

9.2 燃料電池簡介

9.2.1 燃料電池起源與發(fā)展

9.2.2 燃料電池的分類

9.2.3 固體氧化物燃料電池的開路電壓（Nernst勢）

9.2.4 固體氧化物燃料電池的I-V曲線

9.3 固體氧化物燃料電池的數(shù)學(xué)模型

9.3.1 固體氧化物燃料電池的幾何結(jié)構(gòu)

9.3.2 動量守恒方程

9.3.3 能量守恒方程

9.3.4 質(zhì)量守恒方程

9.3.5 導(dǎo)電方程

9.3.6 電化學(xué)模型

參考文獻(xiàn)

第10章 固體氧化物燃料電池仿真

10.1 固體氧化物燃料電池多物理場模型

10.1.1 引言

10.1.2 模型定義

10.2 模型簡介

10.2.1 模型向?qū)?/p>

10.2.2 全局定義

10.2.3 創(chuàng)建幾何模型

10.2.4 定義設(shè)置

10.2.5 邊界條件設(shè)置

10.2.6 網(wǎng)格劃分

10.2.7 計(jì)算

10.2.8 結(jié)果與討論

參考文獻(xiàn)

熱能工程與先進(jìn)能源技術(shù)仿真與設(shè)計(jì)pdf內(nèi)容

能量轉(zhuǎn)化的核心基礎(chǔ)可能是多種多樣的，但就其整個(gè)能源應(yīng)用裝置而言，大部分能源利用技術(shù)的研究、發(fā)展到最終的商業(yè)化都涉及傳熱、傳質(zhì)及導(dǎo)電過程的工程分析設(shè)計(jì)。

本書主要以COMSOL Multiphysics軟件為工具，首先介紹了傳質(zhì)、傳熱、導(dǎo)電等單個(gè)物理過程的仿真，然后以燃料電池為例詳細(xì)介紹多物理場間的耦合仿真。在經(jīng)典物理的范疇內(nèi)，大部分工程問題都可抽象為二階及二階以下的微分方程形式，因此本書中基于傳熱、傳質(zhì)及導(dǎo)電的耦合研究方法完全可推廣應(yīng)用于能源應(yīng)用研究過程中遇到的其他物理、化學(xué)過程的工程建模分析。讀者通過對本書的閱讀和理解，可系統(tǒng)掌握使用有限元工程軟件針對能源應(yīng)用研究過程中遇到的各種工程問題進(jìn)行數(shù)值建模和分析優(yōu)化設(shè)計(jì)的技能。

本書可供COMSOL軟件用戶，化工領(lǐng)域的本科生、研究生，能源動力類的本科生、研究生使用，也可供能源行業(yè)技術(shù)人員、研究人員參考。