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TF 31
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TEMP2D 51
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LDLT 78
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