Численно-аналитическое моделирование и идентификация нестационарного теплового процесса с учетом радиационного теплообмена

Abstract

На базе совместного применения метода прямых, итерационного и структурно-разностного метода предлагается численно-аналитический подход к решению обратных нелинейных нестационарных задач теплопроводности по идентификации как степени черноты поверхности тела, так и температуры окружающей среды. Данный подход позволяет в условиях неизвестной степени черноты поверхности тела или неизвестной температуры окружающей среды при наличии данных вычислительного или теплофизического эксперимента для температуры во внутренних точках области эффективно проводить моделирование теплового процесса во всей области с точным учетом нестационарного радиационно-конвективного теплообмена.

На базi спiльного застосування методу прямих, iтерацiйного та структурно-рiзницевого методу пропонується чисельно-аналiтичний пiдхiд до розв’язання зворотних нелiнiйних нестацiонарних задач теплопровiдностi з iдентифiкацiї як ступеня чорноти поверхнi тiла, так i температури навколишнього середовища. Даний пiдхiд дозволяє в умовах невiдомого ступеня чорноти поверхнi тiла або невiдомої температури навколишнього середовища при наявностi даних обчислювального або теплофiзичного експерименту для температури у внутрiшнiх точках областi ефективно проводити моделювання теплового процесу у всiй областi з точним урахуванням нестацiонарного радiацiйно-конвективного теплообмiну.

On the basis of the joint application of the method of lines and the iterative structure-difference method, a numerical-analytical approach to the solution of inverse problems of nonlinear time- dependent thermal conductivity is proposed with the identification of the emissivity of the surface of the body and the ambient temperature. This approach allows one, for the unknown emissivity of the surface of the body or the unknown ambient temperature in the presence of data of computing or thermophysical experiments for the temperature in the interior of the area, to effectively carry out the simulation of the thermal process in the entire region with the accurate account for the unsteady radiative-convective heat transfer.