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Zusammenfassung Eine einfache und effektive Finite-Elemente-Verfahren wird für die Analyse des transienten Wärmeübergangs mit Phasenänderungen vorgestellt. Eine gemittelte spezifische Wärme wird verwendet, um die Elemente einschließlich der Phasenwechselzone in dieser Finite-Element-Analyse mit festem Netz zu simulieren. Durch die Verwendung eines Gauss-Seidel-Verfahrens und eines Multigrid-Algorithmus kann die rechnerische Komplexität von O(n³) auf O(n ln n) mit hoher Speichereffizienz reduziert werden. Die Berechnungsergebnisse stimmen ebenfalls sehr gut mit den exakten Lösungen überein. Die Ergebnisse zeigen, dass die Größen der Zeitschritte und des Gefrier-Temperaturintervalls nur geringe Auswirkungen auf die maximalen und durchschnittlichen Fehler haben. Daher kann ein größerer Zeitschritt verwendet werden, um die Rechenzeit zu sparen und die gleiche Genauigkeit zu erreichen. Dieser Algorithmus ist für reinen Metalle und Legierungen verfügbar, die diskontinuierliche spezifische Wärme aufweisen.
Lee et al. (Sat,) haben diese Frage untersucht.