廣義熱彈擴(kuò)散問題的有限元法.pdf

1、經(jīng)典傳熱學(xué)理論描述的熱在介質(zhì)中以無限大速度進(jìn)行傳播的現(xiàn)象，有悖于常識(shí)且與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)不符。為了進(jìn)一步完善傳熱學(xué)理論，學(xué)者們先后建立了不同的廣義的熱彈性理論。目前，應(yīng)用比較廣泛的主要有Lord和Shulman建立的廣義熱彈性理論（簡(jiǎn)稱L-S理論）以及Green和Lindsay建立的廣義熱彈性論（簡(jiǎn)稱G-L理論）。L-S理論和G-L理論都能描述熱以有限速度傳播，且能描述彈性場(chǎng)和溫度場(chǎng)之間的耦合關(guān)系。
　　 擴(kuò)散現(xiàn)象是指物質(zhì)分子從高濃度區(qū)

2、域向低濃度區(qū)域自由遷移的現(xiàn)象，在實(shí)際應(yīng)用中，物質(zhì)濃度的計(jì)算遵從菲克定律。但是，菲克定律沒有考慮擴(kuò)散過程中物質(zhì)濃度與原結(jié)構(gòu)及溫度之間的相互作用。Sherief等將L-S廣義熱彈性理論推廣，得到了廣義熱彈性擴(kuò)散理論，此理論彌補(bǔ)了菲克定律的不足，在描述溫度場(chǎng)、彈性場(chǎng)和擴(kuò)散場(chǎng)之間耦合效應(yīng)的同時(shí)，還能描述變形場(chǎng)、溫度場(chǎng)和擴(kuò)散場(chǎng)以波的形式傳播。
　　 本文基于廣義熱彈性理論和廣義熱彈性擴(kuò)散理論，運(yùn)用有限元法研究了半無限大體受熱沖擊或熱和化學(xué)

3、勢(shì)沖擊的動(dòng)態(tài)耦合響應(yīng)問題。具體內(nèi)容包括:
　　 (1)基于G-L理論，考察了考慮材料參數(shù)與溫度相關(guān)的半無限大體的動(dòng)態(tài)響應(yīng)問題，結(jié)果表明當(dāng)考慮材料特性參數(shù)與溫度相關(guān)時(shí)，受熱載荷沖擊的半無限大體中的各個(gè)物理量的幅值都被減小。
　　 (2)基于廣義熱彈性擴(kuò)散理論，研究了材料特性參數(shù)與溫度的相關(guān)性對(duì)受熱沖擊和化學(xué)勢(shì)沖擊同時(shí)作用的半無限大體的影響，結(jié)果表明材料特性參數(shù)與溫度相關(guān)時(shí)，各個(gè)物理量的幅值都減小。
　　 上述研究表