مقایسه بین متدهای تفاضل محدود و حجم محدود و اجزا محدود در حل یک مساله انتقال حرارت دو بعدی در یک بلوک

در این مقاله به کمک روش های گوناگون عددی به تحلیل انتقال حرارت در یک جسم جامد مرکب متشکل از چند نوع ماده مختلف پرداخته شده است. مساله با شرایط مرزی شار صفر و انتقال حرارت جابجایی در حالت دو بعدی حل گردیده است. مساله ابتدا به وسیله برنامه نوشته شده به زبان فرترن با متد کلی تفاضل محدود و در سه فرم صریح ، کرانک نیکلسن و ضمنی حل و کانتورهای دما و بردارهای شار حرارتی در جسم به وسیله نرم افزار Tecplot مشاهده گردید. سپس مساله به کمک نرم افزار حجم محدود fluent و نرم افزار اجزا محدودansys حل گردید. در این مقاله به بررسی سه روش تفاضل محدود و اجزا محدود و حجم محدود با هم در حل مسایل انتقال حرارت پرداخته و دقت و کارآمدی این روش ها با هم مقایسه شده است. مقایسه کلی نشان می دهد که روش حجم محدود زمان همگرایی کمترو نتایج بهتری را در مرزها نسبت به روش اجزا محدود و تفاضل محدود از خود نشان می دهد. روش اجزا محدود نیز نسبت به روش تفاضل محدود نتایج بهتری را از خود نشان می دهد. در میان روش های تفاضل محدود نیز در حالت صریح سرعت حل بیشتر می گردد و نتایج دقیق تری بر روی مرزها مشاهده می شود