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第1章　绪论1

1.1　火灾对建筑结构的危害1

1.2　火灾对建筑结构造成危害的原因4

1.3　建筑构件内温度场研究进展7

1.4　本书内容安排10

参考文献11

2.1.2　二维问题导热微分方程13

2.1.1　傅立叶定律13

2.1　传热学基本理论13

第2章　温度场数值模拟的基础知识13

2.1.3　三维问题导热微分方程14

2.1.4　初始条件和边界条件15

2.2　有限单元法基本理论16

2.2.1　有限单元法的产生16

2.2.2　有限单元法的一些基本概念及基本原理16

2.2.3　二维温度场的有限元方程17

2.2.4　三维温度场的有限元方程20

2.3 Visual Basic的基本知识22

2.3.1 Visual Basic简介23

2.3.2　与程序界面相关的Visual Basic概念24

2.3.3　与程序代码相关的Visual Basic语句26

2.3.4　建立一个Visual Basic计算程序的过程27

2.3.5　计算程序的工程文件的构成29

参考文献29

第3章　温度场数值模拟软件TF31

3.1　TF简介31

3.2　前处理器32

3.3.1　材料热工性能参数33

3.3　材料库文件33

3.3.2　材料库文件35

3.4　边界库文件36

3.4.1　防火分区内升温曲线36

3.4.2　边界库文件38

3.5　初始数据文件41

3.5.1　运算控制文件41

3.5.2　几何数据文件43

3.5.3　边界号文件45

3.5.4　初始条件文件47

3.6　计算模块48

3.7　后处理器48

3.8　TF软件解题的一般过程50

参考文献50

第4章　二维温度场计算模块TEMP2D51

4.1 TEMP2D的总体结构51

4.1.1 TEMP2D的计算流程51

4.1.2　单元调度程序54

4.1.3　单元的标准格式55

4.2　三结点三角形单元的开发56

4.2.1　求解区域的离散56

4.2.2　三结点三角形单元的形函数56

4.2.3　单元的导热刚度矩阵58

4.2.4　单元的蓄热刚度矩阵61

4.2.5　单元的边界贡献矩阵62

4.2.6　单元的温度荷载向量66

4.3　形成总体刚度矩阵68

4.3.1　单刚中元素的总体编码68

4.3.2　单刚的总体集成70

4.3.3　一维变带宽存储总刚72

4.3.4　单刚中元素在一维数组中位置73

4.3.5　形成温度总刚和蓄热总刚的源程序74

4.4　形成总体温度荷载向量76

4.5　求解瞬态温度场有限元方程的方法77

4.6　LDLT分解法解线性方程组78

4.6.1　把矩阵［A］分解成LDLT78

4.6.2　解方程组79

4.6.3　解方程组的源程序79

参考文献82

第5章　二维等参单元83

5.1　四结点四边形等参单元83

5.1.1　四结点四边形等参单元的形函数83

5.1.2　等参单元的一些基本变换84

5.1.3　四结点四边形等参单元的导热单刚和蓄热单刚86

5.1.4　四结点四边形等参单元的高斯积分87

5.1.5　形成四结点四边形等参单元导热单刚的源程序88

5.1.6　形成四结点四边形等参单元蓄热单刚的源程序91

5.1.7　四结点四边形等参单元的边界贡献矩阵92

5.1.8　四结点四边形等参单元的温度荷载向量94

5.2.1　六结点三角形单元的形函数95

5.2　六结点三角形等参单元95

5.2.2　六结点三角形单元的导热单刚及蓄热单刚96

5.2.3　单元边界贡献矩阵98

5.2.4　单元温度荷载向量99

5.3　其他二维等参单元100

5.3.1　四边形等参单元的形函数100

5.3.2　三角形等参单元的形函数102

5.4.1　四结点矩形单元的导热单刚103

5.4　四结点矩形单元103

5.4.2　四结点矩形单元的蓄热单刚105

5.5　二维热阻单元106

参考文献107

第6章　三维温度场分析108

6.1　八结点六面体等参单元108

6.1.1　形函数及其对自然坐标的导数108

6.1.2　雅可比矩阵及［B］矩阵109

6.1.3　三维空间的一些变换公式110

6.1.4　八结点六面体等参单元的导热单刚111

6.1.5　八结点六面体等参单元的蓄热单刚116

6.1.6　边界贡献矩阵119

6.1.7　单元温度荷载向量123

6.2　其他六面体等参单元126

6.3　八结点长方体单元128

6.3.1　八结点长方体单元的导热单刚129

6.3.2　八结点长方体单元的蓄热单刚131

6.3.4　八结点长方体单元的温度荷载向量132

6.3.3　八结点长方体单元边界贡献矩阵132

6.4　四结点四面体单元133

6.4.1　四结点四面体单元的形函数133

6.4.2　四结点四面体单元的一些基本矩阵134

6.4.3　四结点四面体单元的导热单刚135

6.4.4　四结点四面体单元的蓄热单刚135

6.4.5　四结点四面体单元的边界贡献矩阵136

6.4.6　四结点四面体单元的温度荷载向量137

6.5　六结点三棱柱单元138

6.6　直三棱柱单元139

6.7　三维热阻单元141

参考文献142

第7章　前处理技术143

7.1　二维网格自动剖分的映射方法143

7.2　二维网格的显示、放缩、移动150

7.2.1　坐标系统的设定150

7.2.2　有限元网格的显示154

7.2.3　有限元网格的填充155

7.2.4　有限元网格的放缩及移动156

7.3　编辑材料号和边界号158

7.4　橡皮筋技术161

7.5　三维网格的坐标变换164

7.6　三维网格的消隐计算165

7.6.1　一些基本概念166

7.6.2　自遮挡隐藏面的确定167

7.6.3　最终可见线段的确定168

7.7　深度优先级排序表的确定170

参考文献171

第8章　后处理技术172

8.1.1　颜色模型173

8.1　颜色与温度的关系173

8.1.2　颜色与温度的函数关系174

8.2　扫描母元法原理175

8.2.1　理论基础175

8.2.2 牛顿-拉夫逊法求自然坐标的过程177

8.2.3　画单元云图的过程178

8.3　画温度场云图的主要源程序178

8.4　用扫描母元法画三角形单元云图182

8.4.1　画三角形单元云图的原理182

8.4.2　画三角形单元云图的过程183

8.5　三维数据场云图186

参考文献187

第9章　算例188

9.1　梁板系统截面内温度场188

9.2　钢骨混凝土柱截面内温度场190

9.3　圆形钢管混凝土柱截面内温度场193

9.4　钢-混凝土组合楼板内温度场198

9.5　梁柱结点内三维温度场204

附录　源程序中使用的模块级全程变量及窗体级全程变量索引表209