کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7054953 1458038 2017 15 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A spectral element model for nonhomogeneous heat flow in shallow geothermal systems
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل عنصر طیفی برای جریان گرمای غیرمجاز در سیستم های زمین گرمایی کم عمق
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
فرمول جامع عناصر طیفی برای جریان گرمای غیرمجاز در یک سیستم زمین گرمایی کم عمق که شامل یک مبدل حرارتی گمانه ای است که در یک توده خاک چند لایه تعبیه شده است. روش المان طیفی برای حل معادلات حرارتی حاکم در مبدل حرارتی گمانه و توده خاک به طور همزمان با استفاده از تبدیل فوریه سریع، گسترش خصوصیات ویژه، سری فوریه بسل و سری های فوریه ترکیبی همراه با روش المان محدود استفاده می شود. فقط یک عنصر طیفی برای توصیف جریان گرما در یک حوزه همگن لازم است. برای یک سیستم چند لایه نامتقارن، تعداد عناصر طیفی برابر با تعداد لایه ها است. مدل عنصر طیفی پیشنهاد شده دقیق روش های تحلیلی را با گستره مهمی در توصیف هندسه و شرایط مرزی روش های عددی ترکیب می کند. مثال های تایید صحت مدل و مثال های عددی که توانایی آن را برای شبیه سازی سیستم های چند لایه نشان می دهد ارائه شده است. علیرغم سختی ظاهری مدل پیشنهادی، آن را قوی و محاسباتی کارآمد و آسان برای اجرای در کدهای کامپیوتر.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
یک مدل عنصر طیفی برای جریان گرمای غیرمجاز در سیستم های زمین گرمایی کم عمق
چکیده انگلیسی
A comprehensive spectral element formulation for nonhomogeneous heat flow in a shallow geothermal system consisting of a borehole heat exchanger embedded in a multilayer soil mass is introduced. The spectral element method is utilized to solve the governing heat equations in the borehole heat exchanger and the soil mass simultaneously using the fast Fourier transform, the eigenfunction expansion, the Fourier Bessel series and the complex Fourier series, together with the finite element method. Only one spectral element is necessary to describe heat flow in a homogeneous domain. For a nonhomogeneous multilayer system, the number of spectral elements is equal to the number of layers. The proposed spectral element model combines the exactness of the analytical methods with an important extent of generality in describing the geometry and boundary conditions of the numerical methods. Verification examples illustrating the model accuracy, and numerical examples illustrating its capability to simulate multilayer systems are given. Despite the apparent rigor of the proposed model, it is robust, computationally efficient and easy to implement in computer codes.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 104, January 2017, Pages 703-717
نویسندگان
, ,