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Wärmeleitung mit Quellen

Oft wird durch Umwandlung anderer Energieformen in einem Körper Wärmeenergie erzeugt. Man spricht dann von Wärmequellen. Denkbar ist z.B., daß durch elektrischen Strom, der im Körper fließt oder durch Radioaktivität Wärmeenergie entsteht. Bei endothermen chemischen Reaktionen wird Wärme verbraucht, man spricht dann von Senken. Das hier vorgestellte Programm simuliert die Wärmeleitung in einem Stab mit Quellen bzw. Senken.

Anwenden des Programms

  1. Zuerst erstellen Sie ein Verzeichnis, in dem Sie das Programm "wlgl_st_1d_quelle" laufen lassen wollen.
  2. In diesem Verzeichnis benötigen Sie alle Quelldateien, die Datei "steuer.txt", die Gitterdatei gitter_fvm_11.dat und die Datei mit den Randbedingungen "rand.dat". Am einfachsten ist es, das *.tar-Archiv herunterladen und im Zielverzeichnis zu entpacken. Das Archiv enthält die Quelldateien, die Gitter- und Randbedingungsdatei, die Steuerdatei und die Dokumentation des Programms als *.pdf. Sie können aber auch jede Datei einzeln herunterladen. Dann müssen Sie jeweils den Punkt - also "." - im Dateinamen vor py ergänzen. Sie müssen die Dateinamen von "fluisa_wlgl_st_1d_quelle_hauptpy" in "fluisa_wlgl_st_1d_quelle_haupt.py","steuerpy" in "steuer.py", "gitterpy" in "gitter.py", "randbedpy" in "randbed.py", "koeff_matrixpy" in "koeff_matrix.py", "loeser_lgspy" in "loeser_lgs.py" und "ausgabepy" in "ausgabe.py" ändern. Leider war es nicht möglich, die funktionierendem Dateiendungen beizubehalten, da der Server eine Fehlermeldung beim Anklicken ausgibt. Im *.tar-Archiv sind alle Dateiendungen richtig, die Programme sind sofort nach dem Entpacken lauffähig.
  3. Führen Sie einen Virenscan über dieses Verzeichnis durch. Z.B. ich benutze clamscan mit dem Befehl clamscan -r -i. Sie können natürlich einen anderen Virenscanner benutzen.
  4. Mit python3 fluisa_wlgl_st_1d_quelle_haupt.py startet man das Programm in der Konsole.
  5. Das Programm listet dem Benutzer die Steuerparameter, die in der Steuerdatei enthalten sind, auf.
  6. Ein Klick auf den "weiter"-Button läßt das Programm rechnen.
  7. Es erscheint eine Graphik, die die berechnete Temperaturverteilung im Stab darstellt. Diese wird als .png-Bild gespeichert.

Mit den vorgegebenen Eingabewerten, vorhanden in den Dateien steuer.txt, rand.dat, gitter_fvm_11.dat, errechnet das Programm folgendes Bild:

Dokumentation
Archiv Python
Hauptprogramm in python3
Steuereinheit in python3
Gittereinheit in python3
Randbedingungseinheit in python3
Koeffizientenmatrix in python3
Löser des LGS in python3
Ausgabeeinheit in python3
Steuerdatei
Gitterdatei
Randbedbedingungsdatei