能量方程是 CFD 里最容易被”抄公式”绕晕的一章:守恒的是能量而不是温度,焓方程里压缩功、粘性耗散、压力做功各项何时能删、为什么能删,往往死记硬背。这篇交互教程把这条链路完整走了一遍——先从最一般的焓方程逐级简化到纯导热和不可压温度输运,再反向加难,每次只引入一种物理机制,配合可以直接拖动的数值实验,最后落到 OpenFOAM 的有限体积代码。教程是一个自包含的单页应用,全部内嵌在下方(手机端同样适配):

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教程速览

章节 内容
先明确对象 能量守恒的不是温度——为什么守恒变量是焓/内能
逐级简化 从复杂焓方程一步步走向纯导热,每一步删什么、凭什么
机制拆解 压缩功、粘性耗散、对流输运、扩散输运各自独立理解
差在哪 能量方程 vs 不可压温度输运方程的逐项对照
交互实验 ① 一维平板导热:边界条件与温度分布的线性关系
交互实验 ② 加入流动后温度分布为何不再线性(Péclet 效应)
反向加难 从最简方程每次只加一种机制,重建完整方程
落到代码 从 PDE 到 OpenFOAM 有限体积实现
交互实验 ③ 残差收敛 ≠ 能量守恒——一个容易踩的验证坑
更复杂的物理 共轭传热(CHT)、蒸发与冷凝进入方程后
自测 三个问题检查是否真正理解

技术说明

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