دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 123757
ترجمه فارسی عنوان مقاله

معیار جامع روش های ثابت شبکه برای مدل سازی ذوب

عنوان انگلیسی
A comprehensive benchmark of fixed-grid methods for the modeling of melting
کد مقاله سال انتشار تعداد صفحات مقاله انگلیسی
123757 2017 35 صفحه PDF
منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : International Journal of Thermal Sciences, Volume 118, August 2017, Pages 69-103

ترجمه کلمات کلیدی
انتقال فاز، مدل سازی، روش شبکه ثابت، مدل های یک مایع،
کلمات کلیدی انگلیسی
Phase transition; Modeling; Fixed-grid methods; One-fluid models;
ترجمه چکیده
شبیه سازی عددی فرایندهای ذوب شناخته شده به دلیل پیچیدگی های جدید به دلیل زمینه های کاربردی جدید است که دوباره توجه هر دو، محققان و مهندسان را افزایش می دهد. روشهای متعددی برای حل این مسئله مرزی در حال حرکت ایجاد شده است، روشهای شبکه ثابت که بیشترین آنهاست. با این حال، تا به حال هیچ مقیاس جامع و کمی، حتی از شایع ترین روش های آنتالپی (برخی از این موارد در نرم افزار معروف تجاری) وجود دارد. بنابراین، در این کار، یک مطالعه جامع برای ارزیابی دقت متناظر با پنج فرمولاسیون انرژی بیشتر ماکروسکوپیک با اتصال قوی بین دما و آنتالپی انجام می شود. علاوه بر موارد رسانای خالص با راه حل تحلیلی، یک آزمایش آزمایشی شامل انتقال طبیعی صورت می گیرد. بنابراین تأثیر گام زمان، شبکه و تحمل در معادله انرژی بررسی می شود. به همین ترتیب، چند مدل سازی ترمودینامیکی در نظر گرفته می شود: تغییر فاز ایزوترمال یا غیر استرولیکی، چندین دامنه دما در این مورد بعد استفاده می شود. از بیش از 2500 شبیه سازی به دست آمده، تجزیه و تحلیل خطای کمی انجام شده و آستانه های کیفیت تعریف شده است. به طور کلی، رویکردهای فرمول بندی شده به وسیله ی آنتالپی، قوی تر از آنهایی است که با استفاده از فرمولاسیون های دما به جای آن هستند. روش مرسوم حرارت مؤثر (با اصلاح تکراری) منجر به بزرگترین اشتباهات در نظر گرفتن انتپالژی کامل در مدت ترانسپورتی می شود.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله  معیار جامع روش های ثابت شبکه برای مدل سازی ذوب

چکیده انگلیسی

Numerical simulation of melting processes is known to be tricky yet due to new application fields they raise again the attention of both, researchers and engineers. Several approaches were developed to solve this moving boundary problem, fixed grid methods being the most widespread ones. However, up to now no holistic and quantitative comparison, even of the most common enthalpy methods (some of these being included in famous commercial software), exists. Therefore, within this work, an exhaustive study is performed to evaluate the corresponding accuracy of the five most used macroscopic energy formulations with a strong coupling between temperature and enthalpy. In addition to pure conductive cases with analytical solution, an experimental test including natural convection is considered. Thus, the influence of the time step, of the grid and of the tolerance within the energy equation are investigated. In the same way several thermodynamical modelings are considered: either isothermal or non-isothermal phase change, several temperature ranges being used in this later case. From the more than 2500 simulations obtained, painstaking quantitative error analysis are conducted and quality thresholds are defined. Generally, approaches formulated in terms of enthalpy appear to be more robust than the ones using temperature formulations instead. The popular effective heat capacity method (with iterative correction) leads to the largest errors when considering the complete enthalpy in the convection term.