Estimation of cast steel thermal conductivity on the basis of cooling curves from the casting domain

• Autorzy: Majchrzak E. , Mendakiewicz J.

Warianty tytułu

PL

Oszacowanie współczynnika przewodzenia ciepła staliwa na podstawie krzywych stygnięcia z obszaru odlewu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the thermal processes proceeding in the system casting-mould-environment are discussed. Heat transfer in nonhomogeneous domain considered is described by the system of partial differential equations (energy equations) supplemented by the adequate boundary, initial, physical and geometrical conditions. If the parameters appearing in governing equations are known then the direct problem is considered, while if the part of them is unknown then the inverse problem should be formulated. In particular in the paper presented the problem of thermal conductivity of casting material identification analyzed (the thermal conductivity of casting is assumed to be a constant value). In order to solve the inverse problem formulated the additional information concerning the cooling curves at selected set of points from the domain considered must be given. The inverse problem is solved using the least square criterion in which the sensitivity coefficients appear. On the stage of numerical computations the boundary element method is applied. In the final part of the paper the results of computations are shown.

PL

W artykule analizowano procesy cieplne zachodzące w układzie odlew-forma-otoczenie. Przepływ ciepła w obszarze niejednorodnym opisuje układ równań różniczkowych (równań energii) uzupełniony odpowiednimi warunkami brzegowymi, początkowymi, fizycznymi i geometrycznymi. Jeśli parametry termofizyczne występujące w opisie matematycznym procesu są znane, wówczas rozpatruje się tzw. zadanie bezpośrednie, natomiast, jeśli część z nich nie jest znana, to formułuje się odpowiednie zadanie odwrotne. W przedstawionym artykule zajmowano się problemem identyfikacji stałego współczynnika przewodzenia ciepła odlewu. Do rozwiązania tak sformułowanego zadania odwrotnego wykorzystano dodatkową informację dotyczącą przebiegu krzywych stygnięcia w wybranych punktach odlewu. Problem odwrotny rozwiązano stosując kryterium najmniejszych kwadratów, w którym pojawiają się współczynniki wrażliwości. Na etapie obliczeń numerycznych wykorzystano metodę elementów brzegowych. W końcowej części przedstawiono wyniki obliczeń.

Słowa kluczowe

EN

solidification process; inverse problem; parameter estimation method; boundary element method

PL

krzepnięcie; inwersja; metoda estymacji; metoda elementów brzegowych; krzywe stygnięcia; staliwo

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archiwum Odlewnictwa
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 15
• Strony: 265--270
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., wykr.

Twórcy

autor

Majchrzak E.

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

autor

Mendakiewicz J.

• Silesian University of Technology, Department for Strength of Materials and Computational Mechanics 44-100 Gliwice, Konarskiego 18a

Bibliografia

• [1] B. Mochnacki, J.S. Suchy, Numerical methods in computations of foundry processes, PFTA, Cracow, 1995.
• [2] K. Kurpisz, A.J. Nowak, Inverse thermal problems, Computational Mechanics Publications, Southampton, Boston, 1995.
• [3] O.M. Alifanov, Inverse heat transfer problems, Springer-Verlag, 1994.
• [4] M.N. Ozisik, H.R.B. Orlande, Inverse heat transfer: fundamentals and applications, Taylor and Francis, Pennsylvania, 1999.
• [5] C.A. Brebia, J. Dominguez, Boundary elements, an introductory course, Computational Mechanics Publications, McGraw-Hill Book Company, London, 1992.
• [6] E. Majchrzak, Boundary element method in heat transfer, Publ. of Czestochowa University of Technology, Częstochowa, 2001.
• [7] E. Majchrzak, B. Mochnacki, The BEM application for numerical solution of non-steady and non-linear thermal diffusion problems, Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences, Vol. 3, No 4, 1996, 327-346.