Numeeriset menetelmät Heat Transfer

lämmönsiirto -analyysi määrittää nopeuden lämmön virtaus,lämpötila- kenttä , tai molemmat arvot samanaikaisesti. Lämmönsiirto analyysi käytetään tutkimuksessa lämpövirtauksen valmistusprosessien aikana , lämpöhäviöt rakennukset , ennustaa materiaalien käyttäytymisen paloturvallisuuden ja mallinnussuorituskykyä lämmitys-ja jäähdytysjärjestelmät . Lämmönsiirto ongelmat voidaan ratkaista käyttämällä graafisia , analyyttisiä ja numeerisia menetelmiä . Numeerisia menetelmiä muuttaa lämmönsiirto- analyysijärjestelmän sarjan algebrallisia yhtälöitä voidaan ratkaista samanaikaisesti . Edut

Numeriikkaa voi käsitellä ei-lineaariset differentiaaliyhtälöt kuin reunaehdot , jotka analyysimenetelmiä ei voi. Mukaan "Principles of Heat Transfer " Frank Kreith "numeerinen lähestymistapa ... on suositeltavaa, koska se voidaan helposti mukauttaa kaikenlaisia ​​reunaehdot ja geometrisia muotoja . " Numeriikkaa voi laskealämpövirta kun enemmän kuin yksi muoto lämmönsiirto tapahtuu . Numeerisia menetelmiä myös sallialähentämisestä lämmönsiirron nesteiden että muut keinot eivät osaa arvioida .
Menetelmät

Numeriikkaa vaativatdiskreetti joukko alkuperäisen reunaehdot määrittäälämmön siirto-järjestelmän . Numeerisia menetelmiä ovat elementtimenetelmällä analyysi , rajallinen ero menetelmä ,impedanssi rajan elementti ja integraaliyhtälö menetelmällä . Rajallinen ero menetelmä jakaalämmön siirtyminen mallin, jossa on yhtä eroja. Finite Element Analysis ( FEA ) jakaarakenteen pieniin osiin kutsutaan ohjaus määriä . Lämmönsiirto -arvot on laskettu , että solun käyttämälläpanoksetrajat jokainen neliö käyttäen numeerisia menetelmiä . Molemmat kolmiot ja verkkoja käytetään jakaaavaruudessa elementtisuunnittelun tai äärellinen eroja .
Ongelmia
Koska numeerisia menetelmiä löytäälämmönsiirron yhtälö perustuu alkuperäisiä edellytyksiä, yhtälö ei saa olla oikein kaikissa olosuhteissa .

Numeriikkaa tarjoavatlähentämisestätodellinen ratkaisu. Numeerisia menetelmiä antaaanalyysinmallinnykyinen joukko ehtoja . Numeeriset menetelmät eivät kaapatatulevasta tilasta , josjärjestelmän muuttujat ovat muuttumassaei- lineaarisesti. Numeerisia menetelmiä sovelletaan numeerisia epävakautta ja numeerisia johdonmukaisuutta . Numeerinen epävakaus syntyy, kun yhtälöt eivät täsmää olosuhteissa, koskaavain- parametri on eliminoitu diskretointi . Numeerinen johdonmukaisuus mittaavaikutus miten katkaisu yhtälön tulokset vaikuttavatvastauksen . Josmuuttuja on yhtä suuri kuin seitsemäsosa ja katkaistun 0,14 ,johdonmukainen numeerinen menetelmä on sama taisamanlainen tulos kuin jos 0,143 käytettiin muuttujan arvon .
Solutions

Normalizing algebrallisia yhtälöitä muuntaa yhtälöitä suhteet muihin yhtälöitä tai peruuttaa ulos niin monia muuttujia kuin mahdollista . Käyttämällä pienempiä ohjaus volyymit vähentäävirhe liittyy käyttäen numeerisia menetelmiä . Kuitenkin , se myös lisääyhtälöiden määrä on ratkaistava samanaikaisesti . Ongelma laskettaessa suuri määrä yhtälöitä on vähennettävä käyttämällä tietokoneita laskelmien suorittamiseksi . Vaihtelemalla normalisointi menetelmiä reunaehdot seuraa laskematta yhtälöt määrittääjohdonmukaisuutta . Mukaan " Computational Heat Transfer" by Yogesh Jaluria ja Kenneth Torrance , "Käytettävissä analyyttinen ja kokeelliset tulokset ovat huomattavan tärkeitä oikeellisuuden tarkastamisessa ja pätevyyden numeerisia tuloksia . "