Лабораторная работа 3.16 Численное решение уравнения Фурье для ограниченного цилиндра

Цель работы:

1. Освоить методы численного решения уравнения теплопроводности для ограниченного цилиндра.

2. Оценить возможности применения изученных методов при решении практических задач.

3. Приобрести навыки написания программ по имеющимся блок-схемам на одном из изучаемых алгоритмических языков с последующим их оформлением в виде процедур или подпрограмм.

Задание:

1. По блок-схеме [3, с. 97-98] составить программу решения уравнения Лапласа методом «сеток» для цилиндрической банки радиусом R и высотой 2·Z.

2. В соответствии с вариантом задания (табл. 3.18) при заданных геометрических размерах F и 2Z, начальной температуре U₀, теплофизических характеристиках материала (содержимого цилиндрической банки) и постоянной температуре греющей среды U_ср рассчитать распределение температурного поля внутри цилиндрической банки, выбрав шаг разбиения по обеим координатным осям h = 0,02 м. Число шагов по времени должно быть не менее 10.

3. По результатам расчетов построить графики изменения температуры по времени в центре и на ребре банки.

4. Составить отчет по работе.

Таблица 3.18

№	Параметры
	R, м	Z, м	λ, Вт/м2·C	α, Вт/м2·C	а, м2/с	Uср, C	U0, C
1	0.10	0.20	0.005	0.043	0.015	50	20
2	0.08	0.12	0.007	0.042	0.014	50	4
3	0.06	0.10	0.008	0.043	0.013	70	20
4	0.10	0.20	0.008	0.043	0.015	50	25
5	0.08	0.12	0.007	0.043	0.014	70	25
6	0.10	0.12	0.008	0.042	0.015	50	16
7	0.08	0.10	0.007	0.043	0.015	52	6
8	0.06	0.12	0.005	0.043	0.015	45	10
9	0.06	0.12	0.009	0.043	0.013	80	15
10	0.08	0.10	0.008	0.044	0.013	45	5
11	0.06	0.12	0.008	0.045	0.012	60	25
12	0.08	0.12	0.005	0.043	0.015	50	6
13	0.08	0.12	0.009	0.044	0.014	60	18
14	0.10	0.20	0.008	0.042	0.016	50	7
15	0.08	0.12	0.007	0.043	0.013	70	10
16	0.06	0.12	0.008	0.044	0.015	60	12
17	0.08	0.12	0.009	0.041	0.015	70	10
18	0.08	0.12	0.008	0.043	0.015	55	25
19	0.06	0.10	0.007	0.043	0.015	75	20
20	0.06	0.12	0.005	0.044	0.015	80	10

Заключение

Учебное пособие, представляющее собой лабораторный практикум по курсу информатика, предназначено для закрепления у студентов технических специальностей основных навыков работы с персональным компьютером, включая элементы программирования на Visual Basic for Application (VBA).

В соответствии с учебным пособием по курсу информатика, содержащим изложение теоретического материала, и состоящего из трех частей, лабораторный практикум так же состоит из трех частей.

Девять лабораторных работ, составляющих первую часть лабораторного практикума, предназначены для закрепления практических приемов работы с операционной системой Windows, текстовым редактором Word и графическим редактором Excel.

Во второй части практикума, содержащей семь лабораторных работ, основное внимание уделено освоению базовых знаний по программированию на VBA. Задания этой части лабораторного практикума составлены таким образом, что для успешного их выполнения от студента требуется обязательное знание основных операторов VBA и правильное их использование при решении тех или иных задач.

Заключительная, третья часть практикума является наиболее объемной и содержит шестнадцать лабораторных работ, посвященных численным методам решения задач, наиболее часто встречающихся в инженерной практике. Широкий набор задач и методов их решения позволяет дифференцированно подходить к определению обязательного для выполнения минимума работ в соответствии со специализацией подготавливаемых инженеров.

Лабораторный практикум в сочетании учебным пособием по курсу «Информатика в прикладной биотехнологии» могут служить хорошей основой для самостоятельного обучения основным приемам работы с персональным компьютером.