基于MATLAB的流体动力学与传热耦合仿真分析系统

资 源 简 介

本项目提供完整的流体与传热耦合仿真解决方案，支持二维/三维不可压缩Navier-Stokes方程求解及能量方程计算，涵盖层流、湍流及多种换热模式。内置可视化后处理模块，便于结果分析与展示。

详 情 说 明

基于MATLAB的流体动力学与传热耦合仿真分析系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB平台开发的流体动力学与传热耦合仿真分析系统。系统采用有限体积法进行空间离散，运用SIMPLE算法求解不可压缩Navier-Stokes方程，并结合能量方程实现流动与传热的耦合计算。该系统支持层流与湍流模拟，能够分析多种换热模式，为工程热物理问题的数值模拟提供完整的解决方案。

功能特性

• 流体计算模块：实现二维/三维不可压缩Navier-Stokes方程求解，支持层流和湍流模拟（k-ε湍流模型）
• 传热分析模块：耦合求解能量方程，支持对流换热、传导换热和辐射换热计算
• 后处理可视化：提供速度场、压力场、温度场云图显示，流线动画生成功能
• 参数化分析：支持雷诺数、普朗特数等无量纲参数对流动传热特性的影响分析

使用方法

1. 参数设置：在配置文件中定义几何参数、物理参数、边界条件和计算参数
2. 运行仿真：执行主程序启动计算过程，系统将自动进行网格划分、方程离散和迭代求解
3. 结果分析：查看生成的数值结果和特性参数，如努塞尔数、摩擦系数等
4. 可视化展示：通过后处理模块生成速度矢量图、压力等值线图和温度云图等可视化图形

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐配置：8GB以上内存，多核处理器
• 必要的MATLAB工具箱：图像处理工具箱、优化工具箱

文件说明

主程序文件作为整个系统的控制核心，负责协调各模块的执行流程。它实现了用户参数输入的解析与验证、计算网格的自动生成、流体控制方程的离散化处理、基于SIMPLE算法的流场迭代求解、能量方程的耦合计算、收敛性判断与残差监控，以及最终结果数据的输出与可视化图形的生成。该文件整合了前处理、求解器和后处理三大功能模块，确保仿真分析流程的完整性与自动化。