ระเบียบวิธีไฟไนต์เอมิเมนต์สำหรับการถ่ายเทความร้อนแบบคอนจูเกต

Abstract

โครงการวิจัยนี้จัดทำขึ้นเพื่อ นำเสนอระเบียบไฟไนต์เอลิเมนต์สำหรับการถ่ายเทความร้อนแบบคอนจูเกต ซึ่งเป็นการถ่ายเทความร้อนที่คำนึงถึงการพาความร้อนในของไหลและการนำความร้อนในของแข็งควบคู่กันไป โดยสมการไฟไนต์เอลิเมนต์ในโดเมนของไหลจะสอดคล้องกับกฎการอนุรักษ์มวล กฎการอนุรักษ์โทเมนตัม และกฎการอนุรักษ์พลังงาน ส่วนสมการไฟไนต์เอลิเมนต์ในโดเมนของแข็งจะสอดคล้องกับกฎการอนุรักษ์พลังงาน เพื่อให้วิเคราะห์การพาความร้อนในของไหลและการนำความร้อรในของแข็งควบคู่กันไป จะต้องกำหนดเงื่อนไขความเข้ากันได้ของอุณหภูมิและฟลักซ์ความร้อนในตัวกลางของแข็งและของไหลที่รอยต่อของของแข็งและของไหล เพิ่มเข้าไปจากเงื่อนไขที่ขอบแบบปกติ และเนื่องจากสมการไฟไนต์เอลิเมนต์ที่ประดิษฐ์ขึ้นกับสมการแบบไม่เชิงเส้นจึงต้องใช้ระเบียบวิธีซ้ำของนิวตัน-ราฟ ร่วมกับระเบียบวิธีคอนจูเกตเกรเดียนท์ช่วยในการหาคำตอบของระบบสมการ กรตรวจสอบความถูกต้องต้องใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ประดิษฐ์ขึ้นกระทำได้โดย นำผลลัพธ์เชิงตัวเลขของการถ่ายเทความร้อนแบบคอนจูเกต ในกรณีที่สัมประสิทธิ์การนำความร้อนของของแข็งมีค่ามากกว่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของไหล 10 เท่า ซึ่งถือได้ว่าเงื่อนไขที่ผิงของของแข็งเข้าใกล้เงื่อนไขที่ผิวแบบอุณหภูมิคงที่ ไปเปรียบเทียบกับผลลัพธ์ (เชิงตัวเลขหรือผลจากการทดลอง) ที่เกิดขึ้นจากการพาความร้อนเพียงอย่างเดียวในงานวิจัยจากวารสารทางวิชาการระดับนานาชาติแนวโน้มของผลลัพธ์จากการวิเคราะห์การถ่ายเทแบบคอนจูเกตความร้อน เมื่อสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของของแข็งมีค่าสูงกว่าสัมประสิทธิ์ของของไหลมา ๆ บ่งชี้ว่า โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ประดิษฐ์ขึ้นนี้มีความน่าเชื่อถือ และสามารถนำไปทำนายปรากฎการณ์ของปัญหาที่มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้นต่อไปได้