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169千字 字数
2025-10-11 发行日期
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主编推荐语

聚焦工程传热与相变问题，就传热仿真难题给出解决方案。

内容简介

传热问题在不同的行业产生影响，需要进行详尽分析，COMSOL传热分析能够处理各种工程传热问题，是科研人员与工程师的得力工具。

本书在介绍传热基本控制方程、传热分析的有限元方法、流体传热及耦合传热等理论的基础上，给出了有关基础传热、热流耦合传热、相变传热、多物理耦合传热、传热参数与结构优化、深度神经网络代理模型训练等案例分析，尽可能多地涉及COMSOL传热分析的各个方面，每个案例给出相关的背景与详细的分析过程及注意事项，为读者具体应用提供参考。 　　

本书可作为机械、材料、水利、土木、暖通、动力、能源、化工、航空、冶金、环境、交通、电力电子、超算、医药、生物等领域的科研与工程技术人员使用COMSOL软件进行传热分析及传热参数优化的参考书，也可作为这些专业领域的本科生和研究生学习数值传热分析、有限元法及COMSOL软件的教学用书。

目录

  • 版权信息
  • 内容提要
  • 前言
  • 第1章 工程传热与有限元分析基础
  • 1.1 热力学与传热学概述
  • 1.1.1 热力学基本定律
  • 1.1.2 热量传递方式
  • 1.2 固体传热基本方程
  • 1.2.1 傅里叶方程
  • 1.2.2 导热控制方程
  • 1.3 二阶偏微分方程
  • 1.3.1 二阶偏微分方程的分类
  • 1.3.2 定解条件
  • 1.4 传热问题的定解条件
  • 1.4.1 第一类边界条件
  • 1.4.2 第二类边界条件
  • 1.4.3 第三类边界条件
  • 1.4.4 热辐射边界条件
  • 1.4.5 初始条件
  • 1.5 有限元法简介
  • 1.5.1 有限元方法
  • 1.5.2 加权余量法
  • 1.6 平面传热分析的3节点三角形单元
  • 1.6.1 单元插值函数
  • 1.6.2 内部单元加权余量模型
  • 1.6.3 边界条件计算方法
  • 1.7 平面传热分析的4节点四边形单元
  • 1.7.1 任意4节点四边形单元
  • 1.7.2 等参单元映射方法
  • 1.7.3 正方形的等参映射函数
  • 1.7.4 正方形的等参映射函数
  • 1.7.5 平面传热分析的等参单元模型
  • 1.7.6 边界条件计算方法
  • 1.8 流动传热基础
  • 1.8.1 基本控制方程
  • 1.8.2 湍流模型
  • 1.8.3 流动初始条件和边界条件
  • 1.8.4 流动方程有限元求解思路
  • 1.9 耦合传热基础
  • 1.9.1 热固耦合
  • 1.9.2 相变传热
  • 1.9.3 蒸发与冷却
  • 1.9.4 多孔介质传热
  • 1.9.5 电磁传热
  • 1.10 有限元法分析过程
  • 1.11 单元插值函数的选取与收敛性分析
  • 1.12 机器学习与传热分析
  • 1.12.1 机器学习与传热有限元分析
  • 1.12.2 利用机器学习方法进行传热分析的思路
  • 第2章 COMSOL基本操作
  • 2.1 COMSOL主界面
  • 2.2 COMSOL传热分析流程
  • 2.2.1 常规分析流程
  • 2.2.2 案例解析
  • 2.3 内置的常数、变量与函数
  • 2.4 自定义参数、变量、函数和材料
  • 2.5 COMSOL自定义参量的常见错误
  • 2.6 COMSOL错误处理的技巧
  • 2.6.1 错误定位与查找思路
  • 2.6.2 常见错误处理思路
  • 2.6.3 使用技巧总结
  • 第3章 传热基础分析
  • 3.1 不同材质平板导热量分析
  • 3.1.1 问题描述
  • 3.1.2 建模思路及注意事项
  • 3.1.3 具体计算
  • 3.2 蒸汽管道的总散热量分析
  • 3.2.1 问题描述
  • 3.2.2 建模思路及注意事项
  • 3.2.3 具体计算
  • 3.3 建筑结构热桥分析
  • 3.3.1 问题描述
  • 3.3.2 建模思路及注意事项
  • 3.3.3 具体计算
  • 3.4 齿轮的渗碳与淬火分析
  • 3.4.1 问题描述
  • 3.4.2 建模思路及注意事项
  • 3.4.3 具体计算
  • 3.5 翅片的拓扑优化分析
  • 3.5.1 问题描述
  • 3.5.2 建模思路及注意事项
  • 3.5.3 具体计算
  • 第4章 耦合传热分析
  • 4.1 热水壶加热过程分析
  • 4.1.1 问题描述
  • 4.1.2 建模思路及注意事项
  • 4.1.3 具体计算
  • 4.2 纳米流体在微通道内的流动传热特性分析
  • 4.2.1 问题描述
  • 4.2.2 建模思路及注意事项
  • 4.2.3 具体计算
  • 4.3 机房内的传热分析
  • 4.3.1 问题描述
  • 4.3.2 建模思路及注意事项
  • 4.3.3 具体计算
  • 4.4 柔性涡发生器的振荡强化传热分析
  • 4.4.1 问题描述
  • 4.4.2 建模思路及注意事项
  • 4.4.3 具体计算
  • 4.5 CPU散热器传热分析
  • 4.5.1 问题描述
  • 4.5.2 建模思路及注意事项
  • 4.5.3 具体计算
  • 4.6 双金属片的热变形分析
  • 4.6.1 问题描述
  • 4.6.2 建模思路及注意事项
  • 4.6.3 具体计算
  • 4.7 铜丝的通电发热分析
  • 4.7.1 问题描述
  • 4.7.2 建模思路及注意事项
  • 4.7.3 具体计算
  • 第5章 相变传热分析
  • 5.1 孔隙尺度相变填充床储热性能分析
  • 5.1.1 问题描述
  • 5.1.2 建模思路及注意事项
  • 5.1.3 具体计算
  • 5.2 管道中的结冰分析
  • 5.2.1 问题描述
  • 5.2.2 建模思路及注意事项
  • 5.2.3 具体计算
  • 5.3 激光烧蚀分析
  • 5.3.1 问题描述
  • 5.3.2 建模思路及注意事项
  • 5.3.3 具体计算
  • 5.4 电池复合散热分析
  • 5.4.1 问题描述
  • 5.4.2 建模思路及注意事项
  • 5.4.3 具体计算
  • 5.5 微通道中蒸汽气泡生长分析
  • 5.5.1 问题描述
  • 5.5.2 建模思路及注意事项
  • 5.5.3 具体计算
  • 第6章 复杂传热分析
  • 6.1 多孔介质传热分析
  • 6.1.1 问题描述
  • 6.1.2 建模思路及注意事项
  • 6.1.3 具体计算
  • 6.2 加热电路的电热固耦合分析
  • 6.2.1 问题描述
  • 6.2.2 建模思路及注意事项
  • 6.2.3 具体计算
  • 6.3 管式反应器温度条件优化分析
  • 6.3.1 问题描述
  • 6.3.2 建模思路及注意事项
  • 6.3.3 具体计算
  • 6.4 管式反应器的代理模型训练
  • 6.4.1 代理模型概述
  • 6.4.2 问题描述
  • 6.4.3 构建思路及注意事项
  • 6.4.4 具体设置
  • 参考文献
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出版方

人民邮电出版社

人民邮电出版社是工业和信息化部主管的大型专业出版社，成立于1953年10月1日。人民邮电出版社坚持“立足信息产业、面向现代社会、传播科学知识、服务科教兴国”，致力于通信、计算机、电子技术、教材、少儿、经管、摄影、集邮、旅游、心理学等领域的专业图书出版。