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Matlab代码-热传递-PDE-优化:估算载流电缆向周围土壤的热传递并进行优化

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简介:
本项目运用MATLAB编写程序,通过偏微分方程求解技术模拟载流电缆向周围土壤的热传导过程,并针对该模型实施参数优化以提高散热效率。 热传递MATLAB代码用于优化载流电缆的设计。此演示展示了以下方面的结合:具有非线性材料特性的固体传热的有限元分析(FEA)以及对FEA输出进行优化,使之与现实世界的问题特别相关。我们执行了以下一般过程: 1. 生成一个包含代表性FEA解算器的包装函数。 2. 使用替代优化方法来找到接近全局最优值但计算速度快的方法。 3. 根据“代理优化”的结果部署局部求解器以进一步精确化,并最终确定全局最优值。 我们将研究地下埋设载流导体的情况。在这个场景中,我们希望在确保绝缘层温度不超过设定限值的前提下,最大化电缆的电流承载能力。请参阅下面的域示意图。 此演示需要使用以下工具: - MATLAB(版本≥2020b) - 偏微分方程工具箱 - 优化工具箱 - 全局优化工具箱 - 并行计算工具箱 该演示可以与2020b之前的MATLAB版本兼容,但因为使用了在2020b中发布的新功能OptimsationLiveTask,所以这部分内容仅限于代码形式。 开始时,请打开项目文件ConductorOptimisation.prj,这将自动配置环境并在编辑器中启动多个实时脚本。从explorationOverview.mlx脚本开始执行即可。 版权信息:版权所有:copyright:2020 T

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客服
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  • Matlab--PDE-
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    本项目运用MATLAB编写程序,通过偏微分方程求解技术模拟载流电缆向周围土壤的热传导过程,并针对该模型实施参数优化以提高散热效率。 热传递MATLAB代码用于优化载流电缆的设计。此演示展示了以下方面的结合:具有非线性材料特性的固体传热的有限元分析(FEA)以及对FEA输出进行优化,使之与现实世界的问题特别相关。我们执行了以下一般过程: 1. 生成一个包含代表性FEA解算器的包装函数。 2. 使用替代优化方法来找到接近全局最优值但计算速度快的方法。 3. 根据“代理优化”的结果部署局部求解器以进一步精确化,并最终确定全局最优值。 我们将研究地下埋设载流导体的情况。在这个场景中,我们希望在确保绝缘层温度不超过设定限值的前提下,最大化电缆的电流承载能力。请参阅下面的域示意图。 此演示需要使用以下工具: - MATLAB(版本≥2020b) - 偏微分方程工具箱 - 优化工具箱 - 全局优化工具箱 - 并行计算工具箱 该演示可以与2020b之前的MATLAB版本兼容,但因为使用了在2020b中发布的新功能OptimsationLiveTask,所以这部分内容仅限于代码形式。 开始时,请打开项目文件ConductorOptimisation.prj,这将自动配置环境并在编辑器中启动多个实时脚本。从explorationOverview.mlx脚本开始执行即可。 版权信息:版权所有:copyright:2020 T
  • Matlab-机械拓扑-Thermo-Mechanical-Topology-Optimization
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    本项目提供基于MATLAB的热传递与机械应力结合下的拓扑优化代码,适用于研究和设计高性能结构材料及设备。 热传递的Matlab代码适用于瞬态传热的一般拓扑优化问题。该代码使用.msh(GMSH文件格式)形式的网格,并且目前仅支持4.1版本,其中边界条件与.msh文件中的物理组相关联。这些信息被解析并输入到FEM模型中。对于每个优化问题,都有一个对应的类来处理这些问题,这个类采用FEM模型并通过使用MMA优化器找到最优解。 该代码基于面向对象的编程范式编写,并依赖于预编译为MEX文件的MMA优化器。最初在Matlab R2019b中开发了这些依存关系。为了更好地组织代码,所有的内容都被封装起来。这是从Matlab R2019a开始的新特性,但不是必需的;另一种方法是在程序启动时将所有目录和子目录添加到MATLAB路径。 该系统包含一个名为Mesher工具的轻量级开源网格生成器,并且除了NLOPT优化求解器之外的所有依赖项都位于/dependencies文件夹中。安装过程包括克隆仓库并编译NLOPT Matlab接口(涉及MMA解决方法)。 运行:在Matlab环境中执行代码时,请确保将所有必要的依赖项添加到路径,具体是将/dependencie目录中的内容加入MATLAB搜索路径中。
  • Matlab-HeatTransferOptimization
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    传热优化的Matlab代码是一套旨在通过Matlab软件进行传热系统设计与性能提升的程序集,适用于工程领域中对高效传热技术的需求。 热传递MATLAB代码传热优化是这个项目的起点。几年前,在我的传热课程里,我们的任务是为一个简单的二维(2D)传热问题设计最佳对流散热器。作为项目的一部分,我们可以将选定软件包中的仿真加入到分析中去。大多数同学使用SolidworksSimulation或ANSYS等现成的解决方案,但我决定在MATLAB中实现自己的模拟方法。通过自己编写代码,我能够利用模拟退火算法来优化散热器的设计。 问题陈述如下:首先需要注意的是我们需要处理的对象具有简单的块状结构。由于我们不需要考虑复杂的几何形状,因此可以避免使用有限元分析,并采用更为简便的方法——将热传递偏微分方程(PDE)分解为覆盖在对象上的网格上各个能量平衡关系。这种方法把PDE转化为线性方程组,使我们可以根据传热边界条件轻松求解温度分布。 模拟结果展示如下:空旷环境以深蓝色表示。虽然这个老旧的截图没有标注单位信息,但颜色条代表了摄氏度下的温度值。从结果显示来看,有几点值得注意。铜芯和铝制散热器都显示出相当均匀的温升现象,这是合理的,因为这些材料具有很高的热传导性。
  • Matlab与Python - Heat-Transfer: (含Matlab及Python脚本)
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    这段资源提供了关于热传递问题的解决方法及其Matlab和Python编程实现,包含了一系列用于模拟和分析热传导、对流以及辐射现象的程序脚本。适合学习或研究中需要编写热传递相关计算代码的学生与科研人员参考使用。 热传递Matlab代码(Heat-TransferCodes(Matlab&PythonScripts)forHeatTransfer)用于处理热传导问题。
  • 优质
    《热量传递》是一部深入探讨热能如何在不同物质间流动及其机制的作品。它涵盖了传导、对流和辐射三种基本形式,并分析了它们在自然界和技术应用中的重要性与作用机理,为读者提供了一个全面理解能量转换过程的视角。 《Fundamentals of Heat and Mass Transfer》是一本经典的研究生教材,作者包括Incropera、Dewitt、Bergman和Lavine。这本书在热能与质量传递领域享有很高的声誉,是相关专业学生的重要参考书之一。
  • MIT:
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    本课程为麻省理工学院开设的基础科学课之一,专注于研究热能如何通过不同的机制在物质间转移,涵盖传导、对流和辐射等核心概念。 这本书是为修习热传导入门课程的学生准备的——这些学生已经学习了微积分(包括常微分方程)以及基础热力学知识。书中涵盖了所需的流体力学背景,尽管如果学生之前上过初级流体动力学课程会更有帮助。一个综合性的热工与流体工程入门课程也应为本教材的内容提供足够的基础知识。
  • Matlab-Pipe-Flow-Thermal-Solver:用于内部数值模拟
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    Pipe-Flow-Thermal-Solver是一款基于MATLAB开发的工具,专门针对管道内流体流动及伴随的传热过程进行数值模拟。该软件能够有效解决工程领域中复杂的换热问题,为用户提供精确可靠的计算结果和深入的物理洞察力。 热传递MATLAB代码管道流解算器解决了管道流动中的传热问题。用户可以指定各种几何形状、流动条件及热边界条件。输出包括壁温、主体流体温度以及沿流向的热通量分布。 主要设置如下: - 环境选项:描述液体类型,“空气”,“水”或“用户定义”。选择“用户定义”的情况下,需要手动指定流体属性。 - 形状:“圆” 或 “矩形”,用于确定管壁形状。 - 公元前(边界条件):“规定温度” 或 “共轭”,设定内部流体的边界条件类型。当公元前为共轭时,用户可以定义离散化方法、稳定性分析以及辐射效果选项。 - 离散化:在实体域中使用的类型,在“共轭”边界条件下适用。 - 稳定性分析:真或假,切换稳定/不稳定模式,仅适用于公元前为“共轭”的情况。 - 辐射效应:真或假,开启或者关闭外管壁的辐射效果选项。同样只在公元前为共轭时有效。 - 写入文件:真或假,选择是否将数据写入文本段落件。 运行此代码需要MATLAB及支持流体属性查找的相关版本;若不安装Cantera,则需确保“液体”变量设置为“用户定义”,此时系统会提示手动输入相关参数。
  • MATLAB开发——辐射
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    本项目利用MATLAB进行辐射热传递分析与模拟,通过编写代码实现复杂场景下的热辐射计算和可视化,为工程设计提供精确数据支持。 使用MATLAB开发辐射热传输的图形用户界面程序,用于计算视图因子和辐射热传递。
  • 导拓扑_topt2_
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    热传导拓扑优化_TOPT2_研究利用计算机辅助设计技术进行结构在热环境下的性能优化,旨在通过改变材料分布来最小化温度差异或热量传递,提高系统效率和耐用性。 热传导拓扑优化的一个算例表明,关键在于约束条件和加热点的设置。