二维非均匀介质内辐射与瞬态导热耦合传热分析

充分利用间断谱元法对非规则区域良好适应性、数值稳定、局部高阶收敛性等优点，开展了二维非均匀介质内辐射与瞬态导热耦合传热分析。在求解过程中，将空间计算域离散为多个不重合的单元，并在单元内采用高阶谱节点进行离散。对于非均匀介质内离散坐标形式的辐射传递方程，根据离散角度上的辐射能传递方向，确定单元间的上下游关系，并采用迎风格式来实现单元间辐射信息的有效传递；对于瞬态能量守恒方程，采用全隐格式进行瞬态项离散。通过多组非均匀介质内辐射与瞬态导热耦合传热算例，发现了间断谱元法具有随单元数增加的线性收敛特性，以及随单元内节点数增加的指数收敛特性；通过与文献中结果对比，发现最大相对误差均小于1%,验证了间断谱元法的正确性和有效性；随着辐射与导热耦合参数的增加，导热在耦合传热所占比重会加大，非均匀介质带来的温度场非均匀性会减弱，达到稳态的时间变长。