Konwekcyjny przepływ ciepła. Metody obliczeniowe
Ireneusz Szczygieł
rok wydania: 2013
stron: 139
format: B5
oprawa: miękka
wydawnictwo: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
Podręcznik poświęcony jest zasadniczo metodom obliczeniowym stosowanym w konwekcji. Przedstawiono opis matematyczny zjawiska, zaprezentowano metody analityczne, przybliżone oraz numeryczne. Część pracy poświęcono omówieniu otwartego pakietu oprogramowania CFD OpenFOAM.
SPIS TREŚCI:
Spis najważniejszych oznaczeń 5
1 Wstęp 9
1.1 Termodynamika a przepływ ciepła 10
1.2 Modelowanie matematyczne zjawisk fizycznych 11
2 Przewodzenie i promieniowanie 15
2.1 Podstawowe pojęcia i oznaczenia 15
2.2 Przewodzenie ciepła 16
2.3 Promieniowanie 18
2.3.1 Podstawowe wielkości i prawa promieniowania 19
2.3.2 Ciało doskonale czarne 22
2.3.3 Ciała rzeczywiste 24
2.3.4 Radiacyjna wymiana ciepła 26
2.4 Warunki jednoznaczności 30
3 Podstawy konwekcji 33
3.1 Zasada zachowania ilości substancji 35
3.2 Zasada zachowania pędu 36
3.3 Zasada zachowania energii 43
3.3.1 Warunki jednoznaczności 48
4 Rozwiązanie równań opisujących konwekcyjny przepływ ciepła 51
4.1 Rozwiązanie analityczne 51
4.2 Teoria podobieństwa 51
4.2.1 Bezwymiarowe liczby podobieństwa 53
4.2.2 Podstawowe twierdzenia teorii podobieństwa 55
4.3 Metody numeryczne 55
4.3.1 Ogólna charakterystyka i przegląd metod numerycznych stosowanych w zagadnieniach przepływu ciepła 55
4.3.2 Rozwiązanie równań transportu przy wykorzystaniu bilansowego sformułowania metody elementów skończonych 59
5 Konwekcja swobodna 65
5.1 Opis matematyczny 67
5.2 Zewnętrzny opływ powierzchni 69
5.2.1 Płyta pionowa 70
5.2.2 Pionowa powierzchnia cylindryczna 71
5.2.3 Płyta pozioma 71
5.2.4 Poziomy cylinder i kula 73
5.2.5 Ściana ożebrowana 73
5.2.6 Konwekcja swobodna w przestrzeniach zamkniętych 76
6 Konwekcja wymuszona 81
6.1 Opływy zewnętrzne 81
6.1.1 Opływ poziomej płyty 82
6.1.2 Opływ poprzeczny cylindra 85
6.1.3 Opływ profili niekołowych 87
6.1.4 Opływ pęczka rur 87
6.2 Przepływy wewnętrzne 90
6.2.1 Przepływ laminarny w prostym kanale 92
6.2.2 Przepływ turbulentny w prostym kanale 93
7 OpenVFOAM - otwarty kod CFD 95
7.1 Instalacja 98
7.2 Praca z pakietem 98
7.2.1 Pre-processing 100
7.2.2 Obliczenia 108
7.2.3 Post-processing 109
7.3 Implementacja równań różniczkowych w OpenFOAM 113
7.4 Obliczenia opływu cylindra przy wykorzystaniu pakietu OpenFOAM 117
7.5 Wykaz solverów dostarczanych z pakietem OpenFOAM 130
Bibliografia 134
