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塞巴斯蒂安·斯科尔;巴特·詹森斯;汤姆·弗斯特雷特

使用Robin界面条件的静态共轭传热耦合方法的稳定性。 （英语） 兹比尔1410.76195

计算。流体 172, 209-225 (2018).
概述：流体对流和固体传导传热的组合解决方案，即共轭传热，在工程设计应用中变得越来越重要，因为与单域模拟相比，它可以实现更准确和可靠的预测。然而，预测共轭传热需要一种耦合模拟方法，其中考虑了两个区域之间的相互作用。一种普遍的方法使用分区的热-流体-固体耦合方法；然而，这种方法会引起稳定性问题。最近的研究侧重于建立预测共轭传热的有效算法，而在之前的研究中[第三位和第一位作者，“预测共轭传热分区方法的稳定性分析”，《国际热质传递杂志》101852-869（2016；doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.05.041); 第三作者，考虑性能、应力和内部传热的多学科透平机械部件优化。根特：根特大学（博士论文）（2008）]作者揭示了分区耦合方法的稳定性主要取决于问题的比奥数。这项工作将稳定性预测扩展到更一般的Robin-Robin界面条件。对于流体域，Robin条件是一种不常见的边界条件，但它很有前途，这从本质上导致了三种新的耦合方法。应用摄动法进行稳定性分析，这项工作再次导出了所考虑界面条件的新稳定性判据，这完全取决于问题的Biot数。所得到的稳定性判据是适用于静态分区耦合方法的最通用判据，包括了先前的结果。作为概念证明，在平板试验箱上进行了数值实验，验证了所导出准则的有效性。

引用于1文件

MSC公司：

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
76R05型 强迫对流
80A20型 传热传质、热流（MSC2010）
80万10 有限元、伽辽金及相关方法在热力学和传热问题中的应用

关键词：

共轭传热;稳定性;比奥数;计算流体力学;分区耦合算法;罗宾边界条件
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{S.Scholl}等人，计算。液体172，209-225（2018；Zbl 1410.76195）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 维斯特拉特，T。；Scholl，S.，预测共轭传热的分区方法的稳定性分析，国际J热质传递，101，852-869，（2016）
[2] Verstraete，T.，《考虑性能、应力和内部传热的多学科涡轮机械部件优化》，根特大学和冯·卡曼流体动力学研究所博士论文（2008）
[3] Luikov，A.V.，共轭对流传热问题，国际热质传递杂志，17，257-265，（1974）
[4] Perelmann，L.T.，《关于传热共轭问题》，《国际热质传递杂志》，3，293-303，（1961）
[5] 多夫曼，A。；Renner，Z.，《对流传热中的共轭问题：回顾》，《数学》。问题。工程，2009，27页，（2009），文章ID 927350·邮编：1181.80004
[6] 谢弗，M。；Teschauer，I.，流固耦合问题的数值模拟，计算方法应用机械工程，190，28，3645-3667，（2001）·Zbl 0982.74074号
[7] 布洛布纳，J。；赫伯塞克，M。；Kuhn，G.，共轭传热计算的双互易BEM-BDIM技术，Comput Methods Appl Mech Eng，190，8â10，p1105â1116，（2000）·Zbl 0973.76062号
[8] Wansophark，N。；Malatip，A。；Dechaumphai，P.，共轭传热问题的流线逆风有限元法，机械学报，21，5，第436â443页，（2005）·Zbl 1200.76123号
[9] Horvat，A。；马夫科，B。；Catton，I.，共轭传热的Galerkin方法解，ASME-ZSIS国际热科学研讨会第二期会议记录，斯洛文尼亚布莱德，（2004）
[10] 王，J。；王，M。；Li，Z.，流固耦合传热的格子Boltzmann算法，国际热科学杂志，46，228-234，（2007）
[11] He，L.，多尺度气动热分析的傅里叶谱建模，国际计算流体力学杂志，27，118-129，（2013）
[12] 韩宗宪。；丹尼斯，B。；Dulikravich，G.，内冷三维涡轮叶片材料外部流场和温度的同时预测，国际涡轮喷气发动机杂志，18，47–58，（2001）
[13] Kao，K.H。；Liou，M.S.，Chimera/非结构化混合网格在共轭传热中的应用，AIAA J，351472–1478，（1997）·Zbl 0900.76337号
[14] 尹，L。；L.X.Zhang，J.C.J.，《非协调界面热流体-结构相互作用的整体方法》，《应用数学-力学》，英国版，33（2），211–222，（2012）·Zbl 1233.74006号
[15] Giles，M.B.，流体结构热分析中数值界面条件的稳定性分析，国际数值方法流体，25，421-436，（1997）·Zbl 0891.76058号
[16] 罗伊，B。；Jaiman，R。；Haselbacher，A。；Geubelle，P.H.，耦合热模拟的组合界面边界条件方法，Int J Numer Methods in Fluids，57329â354，（2008）·Zbl 1241.80009号
[17] Heselhaus，A。；Vogel，D.T.，《涡轮叶片冷却与叶片热传导和入口温度分布的数值模拟》，美国加利福尼亚州圣地亚哥，第31届ASME、SAE和ASEE会议记录，联合推进会议和展览，AIAA-1995-3041，（1995）
[18] Papanicolaou，E。；Giebert，D。；科赫，R。；Schulz，A.，热气管道涡轮机械部件共轭传热计算的基于守恒的离散化方法，44，34133429，（2001）·Zbl 0980.76524号
[19] He，L。；Fadl，M.，瞬态共轭传热的多尺度时间积分，国际J数值方法流体，（2016）
[20] 卡泽米·卡米亚布，V。；Zuijlen，A.H。；Bijl，H.，瞬态共轭传热问题二阶时间精度松散耦合分区算法的精度和稳定性分析，国际J数值方法流体，74，113-133，（2014）·Zbl 1455.65155号
[21] 罗伊，B。；Haselbacher，A。；Geubelle，P.H.，移动网格上流体结构热模拟的稳定性，国际数值方法流体，54，1097-1117，（2007）·Zbl 1178.76239号
[22] 埃雷拉，M.P。；Baque，B.，耦合热模拟的准动力学程序，《国际数值方法流体》，72，1183-1206，（2013）·Zbl 1455.76110号
[23] 莫雷蒂，R。；埃雷拉，M。；Couaillier，V。；Feyel，F.，弱和强热流体-结构相互作用中界面处理的稳定性、收敛性和优化，国际热学杂志，（2018）
[24] 海德曼，J。；里格比，D。；Ameri，A.，薄膜冷却涡轮叶片的三维耦合外部/内部模拟，ASME J Turbomach，124348-359，（2000）
[25] 他，M。；Kassab，A.J。；Bishop，P.J。；Minardi，A.，共轭传热问题的迭代FDM/BEM方法-恒定外界温度平行板通道，工程分析约束元素，15，1，43-50，（1995）
[26] 埃雷拉，M.P。；拉扎雷夫，M。；加劳·J·D。；苏布里，T。；杜塔，C。；Federici，T.，《全瞬态飞行循环期间传热建模的耦合方法》，《国际热质传递杂志》，110，587-605，（2017）
[27] 孟，F。；Banks，J.W。；亨肖，W.D。；Schwendeman，D.W.，《共轭传热的稳定精确分区算法》，《计算物理杂志》，344，51-85，（2017）·Zbl 1380.65206号
[28] 拉德纳克，E。；格雷西尔，J。；Millan，P.，瞬态共轭传热数值耦合方法，计算流体，（2014）·Zbl 1391.76110号
[29] Amano，R.S.，《燃气轮机冷却过程中转子空腔和传热的研究》，ASME J Turbomach，116，333-338，（1994）
[30] 杜尚恩，F。；科尔彭，A。；Pons，L。；穆罗，V。；Nicoud，F。；Poinsot，T.，《共轭传热与大涡模拟耦合策略的开发与评估：在冷却涡轮叶片上的应用》，《国际热流杂志》，第30期，第1129-1141页，（2009年）
[31] 杜沙恩，F。；Maheu，N。；穆罗，V。；Balarac，G。；Moreau，S.，低马赫涡轮叶片周围的大涡模拟和共轭传热，涡轮机械杂志，（2013）
[32] Illingworth，J.B。；新泽西州希尔斯。；Barnes，C.J.，航空发动机预旋系统的三维流体-固体传热耦合，In:ASME涡轮博览会，（2005），内华达州雷诺-塔霍
[33] Verdicchio，J.A。；Chew，J.W。；Hills，N.J.，涡轮盘的流体/固体耦合传热计算，ASME涡轮博览会论文集，（2001），路易斯安那州新奥尔良
[34] Divo，E。；斯坦索森，E。；罗德里格斯，F。；Kassab，A.J。；Kapat，J.S.，Glenn-HT/BEM大型涡轮机械模型共轭传热求解器，（2003）
[35] Divo，E。；斯坦索森，E。；Kassab，J.A。；Bialecki，R.，《可压缩流动中稳态多维共轭传热的迭代BEM/FVM协议》，《工程分析约束元素》，26，5，447-454，（2002）·Zbl 0995.74512号
[36] 海德曼，J.D。；Kassab，A.J。；Divo，E.A。；罗德里格斯，F。；Steinthorsson，E.，真实薄膜冷却涡轮叶片上的共轭传热效应，美国机械工程师协会TURBO EXPO会议记录，（2003），佐治亚州亚特兰大·Zbl 1183.76808号
[37] Heselhaus，A.，固体/流体涡轮叶片温度耦合计算的混合耦合方案和稳定性分析，ASME涡轮博览会论文集，（1998年）
[38] Heselhaus，A。；Vogel，D.T。；Karain，H.，冷却涡轮叶片三维N-S外部流动计算和内部三维热传导计算的耦合，推进能量学小组第80届研讨会论文集，（1992年），土耳其安塔利亚
[39] 拉索，G。；Daux，S。；Descamps，L.，三维涡轮叶片内腔的共轭传热分析，第24届国际航空科学大会论文集，（2004），横滨
[40] Montenay，A。；佩特，L。；Duboué，J.，发动机内腔的共轭传热分析，ASME涡轮博览会论文集，（2000），德国慕尼黑
[41] Godunov，S.K。；Ryabenkii，V.S.，差分方案理论导论，（1964），北荷兰阿姆斯特丹·Zbl 0116.33102号
[42] Gimenez，G。；埃雷拉，M。；Baillis博士。；史密斯，Y。；Pardo，F.，弱瞬态共轭传热问题的耦合数值方法，国际J热质传递，（2016）
[43] 埃雷拉，M.P。；Chemin，S.，流体结构热分析中数值界面条件的最优解，《计算物理杂志》，245431-455，（2013）·Zbl 1349.76328号
[44] 埃雷拉，M。；Duchaine，F.，流体结构气动热模拟Dirichlet-Robin程序中耦合系数的比较研究，计算物理杂志，（2016）·Zbl 1351.76058号
[45] 亨肖，W.D。；Chand，K.K.，《流体-结构系统共轭传热的复合网格解算器》，《计算物理杂志》，（2009年）·Zbl 1396.80006号
[46] Schlichting，H.，边界层理论，（1979），McGraw-Hill·Zbl 0434.76027号
[47] Hilsenrath，J。；Hoge，H.J。；贝克特，C.W。；马西，J.F。；Benedict，W.S。；Nuttall，R.L。；法诺，L。；图卢坎，Y.S。；Woolley，H.W.，空气、氩气、二氧化碳、一氧化碳、氢气、氮气、氧气和蒸汽的热力学和传输特性表，（1960年），佩加蒙出版社
[48] Janssens，B.，《稀相流中细颗粒凝聚和分散的数值模拟和实验研究》（2014），罗谢尔大学博士论文
[49] Banyai，T。；Abeele，D。；Deconick，H.，非定常不可压缩Navier-Stokes方程的快速全耦合求解算法，CMFF学报，（2006）
[50] Richardson，L.F。；Gaunt，J.A.，《极限的延迟方法》，Philos Trans Royal Soc A，226636-646，（1927）
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