[PYTHON] Fügen Sie Heatrapy eine Funktion hinzu, die Wärme + Wärme bei Temperatur übertragen kann

Was ich getan habe

Die Funktion zur Wärmezufuhr durch Wärmeübertragungsrate und -temperatur wurde in einer eindimensionalen instationären Wärmeübertragungsanalyse mit Heatrapy hinzugefügt. Ursprünglich war es eine Spezifikation, die es ermöglicht, Wärme an jede Position zu bringen, also habe ich diese verwendet.

Reparaturpunkte

• Ich bastele an der Klasse single_object in system.py

Stellen Sie die Eingabebedingungen mit set_input_heat_transfer ein und erwärmen Sie sich bei der Berechnung mit compute. Die Wärme wird zu jedem Zeitschritt entsprechend der Temperaturdifferenz für jede Stunde zugeführt.

henko.py

class single_object(object):
    def __init__(self, amb_temperature, materials=('Cu',), borders=(1, 11),
                 materials_order=(0,), dx=0.001, dt=0.1, file_name='data.txt',
                 boundaries=(0, 0), Q=[], Q0=[], heat_points=(1, -2),
                 initial_state=False, h_left=50000., h_right=50000.,
                 materials_path=False):

[Ausgelassen]

        self.input_heat_transfer = False #Wenn dies auf True gesetzt ist, die Wärmeübertragungsrate+Hitze auf Temperatur bringen

[Ausgelassen]

    def set_input_heat_transfer(self,input_heat_transfer_point,Heat_transfer_coefficient,Heat_transfer_temparature):
        """Fügen Sie jeder Position Wärmeübertragungsrate und Temperatur hinzu. Derzeit wird nur ein Punkt Wärme zugeführt
        
        Arguments:
            input_heat_transfer_point {int} --Es ist ein Punkt zum Aufheizen. 1 für die Spitze
            Heat_transfer_coefficient {float} --Wärmeübertragungsrate[W/(m2K)]
            Heat_transfer_temparature {float} --Die für die Wärmeübertragung verwendete Temperatur[K]
        """
        self.input_heat_transfer=True
        self.input_heat_transfer_point = input_heat_transfer_point
        self.Heat_transfer_coefficient = Heat_transfer_coefficient
        self.Heat_transfer_temparature = Heat_transfer_temparature

[Ausgelassen]

    def compute(self, timeInterval, write_interval, solver='explicit_k(x)',
                modeTemp=False, numFlag=0.5, modeTempPoint=1):

            #Bei Eingabe mit Wärmeübertragungsrate und Temperatur
            if self.input_heat_transfer:
                td = self.temperature[self.input_heat_transfer_point][0]
                self.Q0[self.input_heat_transfer_point] = self.Heat_transfer_coefficient * (self.Heat_transfer_temparature - td)/self.dx
                print(td,self.Q0)

Wo ich feststeckte

Ich habe nicht die Hitze bekommen, die ich erwartet hatte. Der Grund war einfach und ein Fehler in der Einheit. In der Q0-Berechnung dividiere ich durch self.dx. Die Einheit der Wärmeübertragungsrate ist [W / (m2 K)].

Prüfung

Ich habe es mit Kupfer versucht. 【Eingang】

• Anfangstemperatur: 293 [K]
• Material: Kupfer (Der Wert der physikalischen Eigenschaften ist in Heatrapy angegeben
• Länge: 20mm
• Randbedingung: Isolierung an beiden Enden --Wärmeeingabepunkt: Ende (x = 0)
• Wärmeübertragungsrate: 700 [W / (m2K)]
• Atmosphärentemperatur: 900 [K]
• Analysezeit: 30 Sekunden

heat_transfer_test.py

import heatrapy as ht
import pandas as pd
import os

if os.path.exists("heat_transfer.txt"):
    os.remove("heat_transfer.txt")
    
example = ht.single_object(amb_temperature=293, materials=('Cu',), borders=(1,21),materials_order=(0,),
                            dx=0.001, dt=0.001, file_name='heat_transfer.txt',boundaries=(0,0), Q=[], Q0=[],initial_state=False)

example.set_input_heat_transfer(1,700,900)

example.compute(timeInterval=30, write_interval=10, solver='implicit_k(x)')

df = pd.read_csv("heat_transfer.txt")
df=df.drop("heat[1](W)",axis=1)
df=df.drop("heat[-2](J)",axis=1)
df = df.set_index("time(s)")
df.plot(figsize=(15,8))

【Ergebnis】 Es fühlt sich gut an. Seien Sie vorsichtig mit dem Wert von dt. Das Verringern von dt verbessert die Genauigkeit, erhöht jedoch die Analysezeit. Beim Drehen muss nach einem guten dt-Wert gesucht werden.

Quellcode

Der Quellcode ist unten. https://github.com/myao9494/heatrapy Der Test ist heat_transfer_test.ipynb