Математическое и программное обеспечение подсистемы анализа граничных условий лучистого теплового потока в системах конечно-элементных расчетов

• Автор: Востриков, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Содержание

Введение
1. Анализ характеристик современных систем конечноэлементного анализа
1.1 Конечно-элементные системы общего назначения
1.2 Специализированные конечно-элементные системы
1.3 Интегрированный ПК «Термоупругость-3Д/Лучистый поток» как система конечно-элементного анализа
2. Математическая модель расчета граничных условий в виде лучистого теплового потока для двумерной постановки прямой задачи теплопроводности
2.1 Сравнительный анализ методов моделирования лучистого теплообмена
2.2 Моделирование лучистого теплообмена на основе метода многократных отражений
2.2.1 Определение вида элементарной излучающей системы
2.2.2 Решение задачи лучистого теплообмена в произвольно сложной излучающей системе на основе математической модели лучистого теплообмена в элементарной излучающей системе
2.3 Математическая модель лучистого теплообмена для трехмерной постановки
2.3.1 Прямое облучение поверхности тела источником лучистого теплового потока
2.3.2 Самооблучение тела собственными отраженными потоками
2.4 Математическая модель расчета граничных условий в виде лучистого теплового потока для двумерной постановки прямой задачи теплопроводности

2.4.1 Прямое облучение контура сечения тела источником лучистого теплового потока
2.4.2 Самооблучение отраженными потоками в сечении тела
3. Определение рациональных значений расчетных параметров математической модели на основе анализа результатов численных экспериментов
3.1 Построение дискретной геометрической модели источника излучения
3.2 Построение дискретной геометрической модели контура расчетного сечения
3.3 Определение ширины полосы интегрирования площадки сечения источника
4. Интегрированный ПК «Термоупругость-3Д/Лучистый по-
ток»

4.1 ПС «Термоупругость-ЗД»
4.2 ПС «Лучистый поток»
4.2.1 Подсистема «Диалоговое управление»
4.2.2 Подсистема «Редактор контуров»
4.2.3 Подсистема «Редактор источников»
4.2.4 Подсистема «Редактор задач»
4.2.5 Расчетный модуль ПС «Лучистый поток»
4.2.5.1 Структуры данных расчетного модуля
4.2.5.2 Программная реализация математической модели лучистого теплообмена
4.2.5.3 Формирование файлов результатов
4.3 Потоки данных в интегрированном ПК «Термоупругость-ЗД/Лучистый поток»
4.4 Возможности интеграции ПС «Лучистый поток» с различными системами конечно-элементного анализа

5. Моделирование и численное исследование теплового состояния прессформы для изготовления лопастей винтов из композиционных полимеров с помощью интегрированного ПК «Термоупру-гость-ЗД/Лучистый поток»
5 Л Технология изготовления лопастей винтов из композиционных полимеров с помощью прессформы
5.2 Описание процесса теплообмена в прессформе с помощью разработанной математической модели лучистого теплообмена
5.3 Решение задачи оптимизации температурного поля в прессформе
5.3 Л Расчет в соответствии с существующей технологией
5.3.2 Расчет с перераспределением излучаемого потока на нагревателе
5.3.3 Расчет с изменением оптических характеристик облучаемой поверхности
5.3.4 Расчет с изменением положения нагревателей
Заключение
Список использованных литературных источников
Приложение

параметров в общем случае произвольно сложной излучающей системы. Как показывает практика любой метод решения, предполагающий анализ произвольно сложной геометрической системы, не может считаться универсальным. Как пример здесь можно привести алгоритмы наложения сети конечных элементов в МКЭ, разнообразие которых определяется как раз невозможностью создания единого метода дискретизации, дающего одинаково хорошие результаты для любого геометрического вида объекта. На основании сказанного можно сделать вывод о том, что применение интегральных методов для решения поставленной задачи в принципе возможно, но сопряжено с рядом значительных трудностей, что делает его использование не рациональным.
В основу метода многократных отражений положен принцип моделирования сложных процессов теплообмена, путем суммирования элементарных описаний простейших тепловых процессов. Полную картину теплообмена по поверхности тела сложной геометрии можно представить в виде суммы описаний процесса теплообмена для элементарных плоских площадок, покрывающих поверхность тел и имеющих размеры много меньшие характерных размеров этих тел. Такой подход к моделированию теплообмена позволяет рассчитывать распределение лучистого потока не зависимо от конкретного геометрического вида излучающей системы. Выбор метода многократных отражений в качестве базового метода моделирования лучистого теплообмена позволяет решить проблему создания универсальной модели, инвариантной по отношению к частной геометрической форме излучающей системы.