Презентация, доклад к уроку Моделирование распределения температуры

Содержание

ОпределениеТеплопроводность(один из способов теплопередачи) процесс распространения тепла в сплошной среде: твердом теле, жидкости или газе.

Слайд 1Моделирование распределения температуры
11 класс
Задача теплопроводности
§3.3.
Подготовил учитель информатик
МОУ «Школа-лицей №1»

г.Алушты
Успаленко Игорь Николаевич
Моделирование распределения температуры11 классЗадача теплопроводности§3.3. Подготовил учитель информатик МОУ «Школа-лицей №1» г.Алушты Успаленко Игорь Николаевич

Слайд 2Определение
Теплопроводность
(один из способов теплопередачи) процесс распространения тепла в сплошной среде: твердом

теле, жидкости или газе.
ОпределениеТеплопроводность(один из способов теплопередачи) процесс распространения тепла в сплошной среде: твердом теле, жидкости или газе.

Слайд 3Постановка задачи
Рассматривается некоторая ограниченная область, содержащая теплопроводный материал.

Имеются источники тепла на границе или внутри области.
На границах области поддерживается определенный тепловой режим.

Требуется рассчитать распределение температуры внутри этой области.

Постановка задачи  Рассматривается некоторая ограниченная область, содержащая теплопроводный материал.   Имеются источники тепла на границе

Слайд 4Математическая модель задачи
Изменение температуры во времени, задается одномерным уравнением в частных

производных:

где - температура в точках стены во времени.


Это распределение будем представлять функцией зависимости значения температуры Т от двух переменных — координат х и у:
Т(х, у) для 0  х  а, 0  у  b.

Уравнение Лапласа.

Математическая модель задачиИзменение температуры во времени, задается одномерным уравнением в частных производных: где

Слайд 5Границы с постоянными значениями температур называются изотермическими границами.
Простая задача - простое

решение

нагреватель

холодильник

На границах поддерживаются определенные тепловые режимы, которые называются граничными условиями для температуры.

теплоизолятор

теплоизолятор

Границы с постоянными значениями температур называются изотермическими границами.Простая задача - простое решениенагревательхолодильникНа границах поддерживаются определенные тепловые режимы,

Слайд 6Начиная с момента включения нагревателя, будет происходить прогревание стержня.
По истечении некоторого

времени, внутри стержня установится постоянное распределение температуры

Требуется получить установившееся распределение температуры внутри стержня в виде функции Т(х, у) для 0  х  а, 0  у  b.

Постановка задачи

Начиная с момента включения нагревателя, будет происходить прогревание стержня.По истечении некоторого времени, внутри стержня установится постоянное распределение

Слайд 7Определения
изолинии — линии постоянного значения функции
Изолинии температуры называются изотермами.

Определенияизолинии — линии постоянного значения функции Изолинии температуры называются изотермами.

Слайд 8Вариант точного решения простой задачи
Уравнение, из решения которого находится функция Т(х,

у), называется уравнением Лапласа.
Т.к. это дифференциальное уравнение ….

Его ответ

Условия на нижней и верхней границах выполняются, поскольку из уравнения следует:
Т(х, 0) = 0, Т(х, b) = 100.

При этом вдоль оси х температура одинакова

Вариант точного решения простой задачиУравнение, из решения которого находится функция Т(х, у), называется уравнением Лапласа. Т.к. это

Слайд 9Численный расчет в
Microsoft Excel
теплоизолятор
холодильник
нагреватель
(100+20)/2
Устоявшаяся температура

Численный расчет в Microsoft Excelтеплоизоляторхолодильникнагреватель(100+20)/2Устоявшаяся температура

Слайд 10Численный расчет в
Microsoft Excel
теплоизолятор
холодильник
нагреватель
Устоявшаяся температура
=(B1+B3)/2

Численный расчет в Microsoft ExcelтеплоизоляторхолодильникнагревательУстоявшаяся температура=(B1+B3)/2

Слайд 11Численный расчет в
Microsoft Excel
Копируем {=(B1+B3)/2}

и вставляем в пустые ячейки

Рассмотрим несколько слоев

Численный расчет в Microsoft ExcelКопируем {=(B1+B3)/2}         и вставляем в

Слайд 12Акцентуация
Что такое теплопередача?
Какие виды теплопередачи вы знаете?
Что называют теплопроводностью?
Сформулируйте постановку задачи

теплопроводности.
Что означают термины
«Изотермическая граница»?
«Теплоизолированная граница»?
«Изолиния»?
«Изотерма»?

АкцентуацияЧто такое теплопередача?Какие виды теплопередачи вы знаете?Что называют теплопроводностью?Сформулируйте постановку задачи теплопроводности.Что означают термины

Слайд 13Возможные проблемы
Предупреждение о циклической ссылки!
Изменение числа итераций при

расчете формул в Excel для активизации циклической ссылки
Возможные проблемыПредупреждение о циклической ссылки!   Изменение числа итераций при расчете формул в Excel для активизации

Слайд 14Вычисление     — это процесс расчета по формулам и последующего отображения значений

результатов в ячейках, содержащих формулы. 

Определения

Циклическая ссылка в Excel представляет собой ссылку на ячейку, которая ссылается сама на себя или циклическими может оказаться группа ссылок, которые в итоге будут ссылаться по кругу, образуя замкнутый цикл.

Вычисление     — это процесс расчета по формулам и последующего отображения значений результатов в ячейках, содержащих формулы. ОпределенияЦиклическая ссылка

Слайд 16Итерация (лат. iteratio — повторяю) — повторение какого-либо действия.
Что такое – итерация?
Один шаг цикла.
Итерация в программировании — организация

обработки данных, при которой действия повторяются многократно, не приводя при этом к вызовам самих себя (в отличие от рекурсии).
Итерация (лат. iteratio — повторяю) — повторение какого-либо действия.Что такое – итерация?Один шаг цикла.Итерация в программировании — организация обработки данных, при которой действия повторяются

Слайд 17Пересчет продолжается до тех пор, пока в данных ячейках не установятся

значения с заданной точностью.
Эта точность определяется относительной погрешностью итераций.

Сколько итераций?

Точность     — это показатель степени сходимости вычислений. 

Пересчет продолжается до тех пор, пока в данных ячейках не установятся значения с заданной точностью. Эта точность

Слайд 18Сколько итераций нужно делать?
Предельное число итераций?
Циклические ссылки могут пересчитываться до

бесконечности. Однако существует возможность управления максимальным числом итераций и количеством допустимых изменений.

δитер = 0,001 = 0,1%.

Точность     — это показатель степени сходимости вычислений. 


Сколько итераций нужно делать?Предельное число итераций? Циклические ссылки могут пересчитываться до бесконечности. Однако существует возможность управления максимальным

Слайд 19Вычислительные эксперименты в электронной таблице по расчету распределения температуры
Сложные граничные условия
§

3.3.2- 3.3.3..

Вычислительные эксперименты в электронной таблице по расчету распределения температурыСложные граничные условия§ 3.3.2- 3.3.3..

Слайд 20Что делать если..
расчетная область имеет сложную форму?
граничные условия не

простые?


=(B1+B3+C2+A2)/4

Что делать если.. расчетная область имеет сложную форму? граничные условия не простые?=(B1+B3+C2+A2)/4

Слайд 21Вычислительный эксперимент 1
границы с постоянной температурой

=(B1+B3+C2+A2)/4
скопировать эту формулу во все ячейки

диапазона
Вычислительный эксперимент 1границы с постоянной температурой=(B1+B3+C2+A2)/4скопировать эту формулу во все ячейки диапазона

Слайд 22Вычислительный эксперимент 1
границы с постоянной температурой

Дальше его можно (нужно) анализировать.
Постройте

графики изменения температур в сечениях (2-3 шт) по осям X и Y.
Вычислительный эксперимент 1границы с постоянной температуройДальше его можно (нужно) анализировать. Постройте графики изменения температур в сечениях (2-3

Слайд 23Вычислительный эксперимент 2
расчет с теплоизолированной границей
Как задать условие для температуры на

теплоизолированной границе?

Теплоизоляция означает, что через границу нет потока тепла.

Это возможно только тогда, когда температуры ячеек с обеих сторон границы одинаковые

Во внешние ячейки у правой границы нужно внести следующие формулы

например =L3

Вычислительный эксперимент 2расчет с теплоизолированной границейКак задать условие для температуры на теплоизолированной границе?Теплоизоляция означает, что через границу

Слайд 24Вычислительный эксперимент 2
Результаты расчета поля температур с теплоизолированной правой границей

Вычислительный эксперимент 2Результаты расчета поля температур с теплоизолированной правой границей

Слайд 25Вычислительный эксперимент 3
расчет с внутренним источником тепла

Постройте поверхностную диаграмму

Вычислительный эксперимент 3расчет с внутренним источником теплаПостройте поверхностную диаграмму

Слайд 26Форма границы произвольная
Вычислительный эксперимент 4

Форма границы произвольная Вычислительный эксперимент 4

Слайд 27Домашнее задание
§3.3.2 -3.3.3 Ответить на вопросы

Домашнее задание§3.3.2 -3.3.3 Ответить на вопросы

Что такое shareslide.ru?

Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть