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자료유형
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저널정보
대한기계학회 Journal of Mechanical Science and Technology Journal of Mechanical Science and Technology Vol.20 No.12
발행연도
2006.12
수록면
2,230 - 2,241 (12page)

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This paper presents a sole application of boundary element method to the conjugate heat transfer problem of thermally developing laminar flow in a thick walled pipe when the fluid velocities are fully developed. Due to the coupled mechanism of heat conduction in the solid region and heat convection in the fluid region, two separate solutions in the solid and fluid regions are sought to match the solid-fluid interface continuity condition. In this method, the dual reciprocity boundary element method (DRBEM) with the axial direction marching scheme is used to solve the heat convection problem and the conventional boundary element method (BEM) of axisymmetric model is applied to solve the heat conduction problem. An iterative and numerically stable BEM solution algorithm is presented, which uses the coupled interface conditions explicitly instead of uncoupled conditions. Both the local convective heat transfer coefficient at solid-fluid interface and the local mean fluid temperature are initially guessed and updated as the unknown interface thermal conditions in the iterative solution procedure. Two examples imposing uniform temperature and heat flux boundary conditions are tested in thermally developing region and compared with analytic solutions where available. The benchmark test results are shown to be in good agreement with the analytic solutions for both examples with different boundary conditions.
#Conjugate Heat Transfer #Boundary Element Method #Thermally Developing Region #Thick Walled Pipe #Solid-Fluid Interface

목차

1. Introduction
2. Governing Equations and Boundary Conditions
3. Axisymmetric Boundary Element Equation for the Soli Region
4. Dual Reciprocity Boundary Element Equation for the Fluid Region
5. Numerical Implementation
6. Corner Treatment
7. Solution Algorithm
8. Results and Discussion
9. Conclusions
References

참고문헌 (17)

참고문헌 신청
Al-Bakhit, H. and Fakheri, A., 2006, "Numerical Simulation of Heat Transfer in Simultaneously Developing Flows in Parallel Rectangular Ducts," Applied Thermal Engineering, Vol.26, pp.596~603. google schola Banerjee, P. K., 1994, The Boundary Element Methods in Engineering, McGraw-Hill. google schola Barozzi, G. S. and Pagliarini, G., 1985, "A Method to Solve Conjugate Heat transfer Problems: the Case of Fully Developed Laminar Flow in a Pipe," ASME Journal of Heat Transfer, Vol.107, pp.77~83. google schola Campo, A. and Schuler, C, 1988, "Heat Transfer in Laminar Flow Through Circular Tubes Accounting for Two-Dimensional Wall Conduction," Int. J. Heat Mass Transfer, Vol.31, No.11, pp.2251~2259. google schola Choi, C. Y. and Jo, J. C., 2003, "BEM Solution with Minimal Energy Technique for the Geometrical Inverse Heat Conduction Problem in a Doubly Connected Domain," ASME Journal of Pressure Vessel Technology, Vol.125, No.1, pp.109~117. google schola

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