Нестаціонарне осесиметричне температурне поле необмеженого циліндра зі змінними по товщині теплофізичними характеристиками

Б. В. Процюк, В. М. Синюта

Анотація


Викладено методику визначення нестаціонарного осесиметричного температурного поля в необмеженому неоднорідному по товщині циліндрі за дії об’ємного джерела тепла та теплових потоків. При цьому враховано нерівномірний розподіл температури в початковий момент часу і конвективний теплообмін. Методика передбачає апроксимацію теплофізичних характеристик кусково-сталими функціями радіальної координати, використання узагальнених функцій і функції Гріна нестаціонарної осесиметричної задачі теплопровідності для багатошарового циліндра. Досліджено нестаціонарне температурне поле у функціонально-градієнтному циліндрі, зумовлене рухомим кільцевим нормально розподіленим потоком тепла. Вказана точність наведених результатів залежно від кількості шарів.

 

Зразок для цитування: Б. В. Процюк, В. М. Синюта, “Нестаціонарне осесиметричне температурне поле необмеженого циліндра зі змінними по товщині теплофізичними характеристиками,” Мат. методи та фіз.-мех. поля, 62, No. 2, 74–81 (2019).

Translation: B. V. Protsiuk, V. M. Syniuta, “Nonstationary axisymmetric temperature field of an unbounded cylinder with thermal characteristics variable over thickness”, J. Math. Sci., 261, No. 1, 85–94 (2022), https://doi.org/10.1007/s10958-022-05739-6


Ключові слова


кусково-неоднорідний циліндр, нестаціонарна осесиметрична задача теплопровідності, функція Гріна, функціонально-градієнтний матеріал

Посилання


Процюк Б. В., Синюта В. М. Застосування функцій Гріна до визначення осесиметричного термопружного стану багатошарового циліндра // Прикл. проблеми механіки і математики – 2009. – Вип. 7. – С. 121–132.

Процюк Б. В., Синюта В. М. Нестаціонарні неосесиметричні температурні поля багатошарових ортотропних циліндрів // Мат. методи та фіз.-мех. поля. – 2008. – 51, № 4. – С. 221–228. Те саме: Protsyuk B. V., Synyuta V. M. Nonstationary nonaxisymmetric temperature fields of multilayer orthotropic cylinders // J. Math. Sci. – 2010. – 167, No. 2. – P. 267–278. – https://doi.org/10.1007/s10958-010-9920-2

Процюк Б. В., Синюта В. М. Температурне поле багатошарового циліндра при асимптотичному тепловому режимі // Мат. методи та фіз.-мех. поля. – 1997. – 40, № 4. – С. 162–169.

Jam J. E., Nezhad Y. R. Semi-analytical solution of functionally graded circular short hollow cylinder subject to transient thermal loading // Arch Mech. Eng. – 2014. – 61, No. 3. – P. 409–432. – https://doi.org/10.2478/meceng-2014-0023

Kim K.-S., Noda N. Green’s function approach to three-dimensional heat conduction equation of functionally graded materials // J. Thermal Stresses. – 2001. – 24, No. 5. – P. 457–477. – https://doi.org/10.1080/01495730151126113

Kim K.-S., Noda N. Green’s function approach to unsteady thermal stresses in an infinite hollow cylinder of functionally graded material // Acta Mech. – 2002. – 156, No. 3–4. – P. 145–161. – https://doi.org/10.1007/BF01176753

Ootao Y., Akai T., Tanigawa Y. Three-dimensional transient thermal stress analysis of a nonhomogeneous hollow circular cylinder due to a moving heat source in the axial direction // J. Thermal Stresses. – 1995. – 18, No. 5. – P. 497–512. – https://doi.org/10.1080/01495739508946317

Ootao Y., Ishihara M. Transient thermoelastic analysis of a laminated hollow cylinder constructed of isotropic elastic and magneto-electro-thermoelastic materials // Adv. Mater. Sci. Appl. – 2013. – 2, No. 2. – P. 48–59. – https://doi.org/10.5963/AMSA0202003

Ootao Y. Transient thermoelastic analysis for a multilayered hollow cylinder with piecewise power law nonhomogeneity // J. Solid Mech. Mater. Eng. – 2010. – 4, No. 8. – P. 1167–1177. – https://doi.org/10.1299/jmmp.4.1167

Shao Z. S. Mechanical and thermal stresses of a functionally graded circular hollow cylinder with finite length // Int. J. Press. Vessel. Pip. – 2005. – 82, No. 3. – P. 155–163. – https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2004.09.007

Tanigawa Y., Akai T., Kawamura R., Oka N. Transient heat conduction and thermal stress problems of a nonhomogeneous plate with temperature-dependent material properties // J. Thermal Stresses. – 1996. – 19, No. 1. – P. 77–192. – https://doi.org/10.1080/01495739608946161


Повний текст: PDF

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 3.0 License.