Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เอลิเมนต์สี่เหลี่ยมแบบปรับขนาดได้ที่ใช้ฟลักซ์เชิงเส้นสำหรับวิเคราะห์ปัญหาการนำความร้อน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ADAPTIVE QUADRILATERAL ELEMENTS WITH LINEAR FLUX FORMULATION FOR HEAT CONDUCTION ANALYSIS

Year (A.D.)

2013

Document Type

Thesis

First Advisor

ปราโมทย์ เดชะอำไพ

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเครื่องกล

DOI

10.58837/CHULA.THE.2013.1155

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์แบบเอลิเมนต์สี่เหลี่ยมที่ใช้ฟลักซ์เชิงเส้นเพื่อวิเคราะห์ปัญหาการนำความร้อน ในการประยุกต์ฟลักซ์เชิงเส้นเข้ากับเอลิเมนต์สี่เหลี่ยมด้านไม่เท่า เพื่อเปลี่ยนจากการสร้างเมทริกซ์การนำความร้อนที่ต้องทำการอินทิเกรตเชิงตัวเลขมาเป็นเมทริกซ์ที่หาค่าภายในรูปแบบปิดซึ่งสามารถแทนค่าลงไปได้เลยทันที และเพิ่มความถูกต้องแม่นยำของผลลัพธ์อีกระดับด้วยเทคนิคการปรับขนาดเอลิเมนต์ที่จะปรับขนาดเอลิเมนต์ให้เล็กลงในบริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงของผลลัพธ์มาก และในขณะเดียวกันในบริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงของผลลัพธ์น้อยกว่าก็จะปรับขนาดเอลิเมนต์ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นการตรวจสอบโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ประดิษฐ์ขึ้นทำโดยการนำปัญหาการนำความร้อนที่มีผลเฉลยแม่นตรงมาทำการวิเคราะห์ และเพื่อแสดงให้เห็นถึงความแม่นยำของระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์แบบประยุกต์ฟลักซ์เชิงเส้นจึงทำการวิเคราะห์ปัญหาการนำความร้อนและเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่คำนวณได้คู่ไปกับการใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์แบบทั่วไป ผลปรากฎว่าความแม่นยำของคำตอบที่ได้จากระเบียบวิธีทั้งสองมีความใกล้เคียงกันแต่ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์แบบประยุกต์ฟลักซ์เชิงเส้นใช้เวลาในการคำนวณที่น้อยกว่า จากนั้นจึงเพิ่มปัญหาที่มีการเปลี่ยนแปลงของผลลัทธ์อย่างฉับพลันเพื่อแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการใช้งานร่วมกับเทคนิคการปรับขนาดเอลิเมนต์ที่ทำให้ได้ผลลัพธ์ที่มีความแม่นยำสูงเป็นที่น่าพอใจสำหรับการวิเคราะห์ปัญหาการนำความร้อน

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This thesis propose Quadrilateral Finite Element with linear-flux formulation for heat conduction analysis. In quadrilateral element, linear-flux formulation was applied for change inventing method for conduction metric by avoiding numerical integration to computed closed-form conduction metric. The solution accuracy is improved by adaptive meshing technique to generate smaller elements in high gradient solution regions and larger element in low gradient in other regions.Finite element program is verified by analyzing heat conduction problems with exact solution. Linear-Flux formulation can provide same solution accuracy with Convention Quadrilateral Finite Element Method, and also reducing computation time for generate heat conduction metric. To improve the predicted solution accuracy, the linear-flux formulation is combined with an adaptive meshing technique.

Link to Full Text

Share

COinS