Численный метод исследования температурных режимов неоднородного, структурированного тела

DOI: 10.34759/trd-2020-115-19

Авторы

Маскайкин В. А.

e-mail: vladimir.maskaykin@mail.ru

Аннотация

В данной статье рассматривается одна из актуальных задач – зависимость характеристик теплопроводности различных материалов относительно их структурного распределения в элементе (теле), служащем как теплоизолятор. Исследование нестационарных температурных режимов неоднородного, структурированного тела проводилось численным методом в двумерном виде, на основе неявной разностной схемы. В качестве материалов, были взяты материалы, широко применяемые в авиационной промышленности. Теоретические исследования показывают, что структурное распределение материалов в неоднородном теле в зависимости от их характеристик существенно влияют на теплоизоляцию конструкций в отличии от однородного тела. Результаты работы могут быть использованы для теплоизоляции слоев обшивки корпусов и других конструкций летательных аппаратов, работающих в температурных режимах.

Ключевые слова:

теплоизоляция, неоднородное тело, нестационарная теплопроводность, теплоизоляционные материалы, структурирование материалов в теле

Библиографический список

1. Attalla M. Experimental investigation of heat transfer and pressure drop of SiO2/water nanofluid through conduits with altered cross-sectional shapes Heat // Heat and Mass Transfer, 2019, no. 55, pp. 3427 – 3442. DOI: 10.1007/s00231-019-02668-0

2. Zhang Y., Zhang X., Li M. et al. Research on heat transfer enhancement and flow characteristic of heat exchange surface in cosine style runner // Heat and Mass Transfer, 2019, no. 55, pp. 3117 – 3131. DOI: 10.1007/s00231-019-02647-5

3. Davoodi H., Yaghoubi M. Experimental and numerical study of natural convection heat transfer from arrays of zigzag fins // Heat and Mass Transfer, 2019, no. 55, pp. 1913 – 1926. DOI: 10.1007/s00231-018-2449-5

4. Hooman K., Sadafi H., Mancin S. et al. Theoretical analysis of free convection in a partially foam-filled enclosure // Heat and Mass Transfer, 2019, no. 55, pp. 1937 – 1946. URL: https://doi.org/10.1007/s00231-018-2466-4

5. Woodfield P. L., Masanori Monde, Yuichi Mitsutake. Time and space resolution of analytical solution for two-dimensional inverse heat conduction problem // International Heat Transfer Conference, 2006. DOI: 10.1615/IHTC13.p27.50

6. Nicola Bianco, Gaetano Contento, Salvatore Cunsolo, Marcello Iasiello, Vincenzo Naso, Maria Oliviero. Heat transfer enhancement in open-cell foams // Annual review of heat transfer, 2017, pp. 317 – 366. DOI: 10.1615/AnnualRevHeatTransfer.2017017615

7. Маскайкин В.А. Теоретическое исследование температурных режимов при обтекании осесимметричных тел, транспортируемые на внешней подвеске летательных аппаратов // Труды МАИ. 2020. № 111. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=115116&eng=N. DOI: 10.34759/trd-2020-111-4

8. Бендерский Б.Я., Чернова А.А. Теплообмен в камере сгорания ракетного двигателя при изменении геометрии канально-щелевого заряда твердого топлива // Труды МАИ. 2018. № 111. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=115121. DOI: 10.34759/trd-2020-111-5

9. Савицкий Д.В., Аксёнов А.А., Жлуктов С.В. Численное моделирование взаимодействия аргоновой плазмы с углеродным образцом теплозащитного покрытия // Труды МАИ. 2020. № 101. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=96554

10. Егоров И.А. Определение температурного поля многослойной обшивки летательного аппарата с учетом зависимости теплофизических характеристик от температуры // Труды МАИ. 2016. № 86. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=67804

11. Горячев О.В., Минчук С.В. Математическая модель тепловых процессов в моментных двигателях // Труды МАИ. 2012. № 62. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=35541

12. Берковский Б.М., Ноготов Е.Ф. Разностные методы исследования задач теплообмена. – Минск: Наука и техника, 1976. – 144 с.

13. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 785 с.

14. Кузнецов Г.В., Шеремет М.А. Разностные методы решения задач теплопроводности: учебное пособие. – Томск: ТПУ, 2007. – 172 с.

15. Лыков А.В. Теория теплопроводности. – М.: Высшая школа, 1967. – 600 с.

16. Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем теплоизоляционные. Технические условия. ГОСТ 9573-2012. – М.: Стандартинформ, 2019. – 12 c.

17. Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна. Технические условия. ГОСТ 10499-95. – М.: Издательство стандартов, 1996. – 12 с.

18. Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резольных фенолоформальдегидных смол. Технические условия. ГОСТ 20916-87. – М.: Издательство стандартов. 1987. – 9 с.

19. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов: справочник. – М.: ФИЗМАТГИЗ, 1959. – 356 с.

20. Белецкий В.М., Кривов Г.А. Алюминиевые сплавы (состав, свойства, технология, применение): справочник. – Киев: КОМИНТЕХ, 2005. – 365 с.

21. Киселев Б.А. Стеклопластики. – М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1961. – 240 с.

Скачать статью