Explicit and implicit approach of sensitivity analysis in numerical modelling of solidification

• Autorzy: Majchrzak E. , Kałuża G.

Warianty tytułu

PL

Jawna i niejawna metoda analizy wrażliwości w numerycznym modelowaniu procesu krzepnięcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The explicit and implicit approaches of sensitivity analysis using the boundary element method are presented. In particular, the problem of casting solidification is considered. A perturbation of an input parameter (for example the thermal conductivity of casting material) causes the changes of transient temperature field in the domain analyzed. The methods of sensitivity analysis allows to determine in mathematical way the mutual connections between parameters perturbations and final results. In the paper some significant aspects of computational algorithms associated with explicit and implicit approaches of sensitivity analysis are demonstrated.

PL

W artykule przedstawiono jawne i niejawne podejście analizy wrażliwości z zastosowaniem metody elementów brzegowych. W szczególności rozpatrywano proces krzepnięcia. Zaburzenie parametru wejściowego (np. współczynnika przewodzenia ciepła) powoduje zmiany pola temperatury w rozważanym obszarze. Metody analizy wrażliwości pozwalają w matematyczny sposób przedstawić wzajemne zależności między zaburzeniami parametrów a końcowymi wynikami. W pracy pokazano najważniejsze aspekty algorytmów obliczeniowych związanych z jawną i niejawną metodą analizy wrażliwości.

Słowa kluczowe

EN

application of information technology; foundry industry; solidification process; numerical technique; sensitivity analysis; boundary element method

PL

zastosowanie technologii informatycznych; przemysł odlewniczy; proces krzepnięcia; metoda numeryczna; analiza wrażliwości; metoda elementów brzegowych

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 8, iss. 1 spec.
• Strony: 187--192
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wykr.

Twórcy

autor

Majchrzak E.

• Department for Strength of Materials and Computational Mechanics, Silesian University of Technology, Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice, Poland; Institute of Mathematics and Computer Science, Częstochowa University of Technology, Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Kałuża G.

• Institute of Mathematics and Computer Science, Częstochowa University of Technology, Dąbrowskiego 73, 42-200 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] B. Mochnacki, J. S. Suchy, Numerical methods in computations of foundry processes, PFTA, Cracow (1995).
• [2] R. Szopa, Sensitivity analysis and inverse problems in the thermal theory of foundry, Publ. of the Czest. Univ. of Techn., Monographs, 124, Częstochowa (2006).
• [3] B. Mochnacki, E. Majchrzak, R. Szopa, J. S. Suchy, Inverse problems in the thermal theory of foundry, Scientific Research of the Institute of Mathematics and Computer Science, Częstochowa 1(5) (2006) 154-179.
• [4] M. Kleiber, Parameter sensitivity, J. Wiley & Sons Ltd., Chichester (1997).
• [5] K. Dems, B. Rousselet, Sensitivity analysis for transient heat conduction in a solid body, Structural Optimization, 17 (1999), 36-45.
• [6] B. Mochnacki, J. S. Suchy, Identification of alloy latent heat on the basis of mould temperature (Part 1), Archives of Foundry 6, 22 (2006) 324-330.
• [7] A. Służalec, M. Kleiber, Shape sensitivity analysis for nonlinear steady-state heat conduction problems, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 39 No 12 (1996) 2609-2613.
• [8] B. Mochnacki, A. Metelski, Identification of internal heat source capacity in the heterogeneous domain, Scientific Research of the Institute of Mathematics and Computer Science, Częstochowa University of Technology, 1(4) (2005) 182-187.
• [9] T. Burczyński, Sensitivity analysis, optimization and inverse problems, 245-307, w: D. Beskos, G. Maier, Boundary element advances in solid mechanics, Springer Verlag, Wien, New York (2003).
• [10] C. A. Brebbia, J. Dominguez, Boundary elements, an introductory course, Computational Mechanics Publications, McGraw-Hill Book Company, London (1992).
• [11] E. Majchrzak, Boundary element method in heat transfer, Publ. of the Czest. Univ. of Techn., Częstochowa (2001) (in Polish).
• [12] A. Bokota, S. Iskierka, An analysis of the diffusion-convection problem by the BEM, Engineering Analysis with Boundary Elements, 15 (1995) 267-275.
• [13] E. Majchrzak, K. Freus, S. Freus, Application of the BEM for numerical solution of nonlinear diffusion equation, Scientific Research of the Institute of Mathematics and Computer Science, Częstochowa (2007).
• [14] E. Majchrzak, M. Jasiński, G. Kałuża, Application of shape sensitivity analysis in numerical modelling of solidification process, Archives of Foundry, 5, 15 (2005) 259-264.
• [15] R. Szopa, The parametric sensitivity analysis of solidification process, Archives of Foundry 5, 15 (2005) 395-404.
• [16] E. Majchrzak, B. Mochnacki, G. Kałuża, Shape sensitivity analysis in numerical modelling of solidification, Archives of Foundry Engineering, Vol. 7, 4 (2007) 115-120.