Una Nueva Estrategia de Optimización para Reducir el Error Inicial de un Algoritmo Cuasi-Estacionario para la Transferencia de Calor Conjugada
Autores: Zhao, Banghua; Dong, Sujun; Ding, Chen; Cui, Zhiliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una Nueva Estrategia de Optimización para Reducir el Error Inicial de un Algoritmo Cuasi-Estacionario para la Transferencia de Calor Conjugada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estrategia de optimización de novelas
Algoritmos cuasi-estacionarios
Transferencia de calor conjugada
Número de Nusselt
Transferencia de calor por convección
Fuentes de calor internas
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El presente estudio propone una nueva estrategia de optimización (NOS) para algoritmos cuasi-estacionarios con el fin de optimizar el error inicial en el cálculo rápido de simulaciones de transferencia de calor conjugada (CHT). En este enfoque, se monitorea dinámicamente el cambio en el número de Nusselt en la interfaz de acoplamiento fluido-sólido, y se desactiva la actualización del campo de flujo de acuerdo con un estándar de variación de Nusselt dado para acelerar la solución del campo de temperatura transitoria. La NOS se ha aplicado a problemas de transferencia de calor por convección en partes sólidas con fuentes de calor internas. La viabilidad de la NOS se verifica primero utilizando un ejemplo de frontera no perturbada, y los resultados muestran que la estrategia de optimización reduce el error inicial en un 92.3% en comparación con el algoritmo cuasi-estacionario, y el tiempo de cálculo se reduce en un 50% en comparación con el algoritmo de acoplamiento tradicional. Luego, la NOS se combina con el algoritmo cuasi-estacionario, y se añaden perturbaciones transitorias en la frontera al caso. Los resultados indican que el tiempo de cálculo para la NOS y el algoritmo cuasi-estacionario es 2.6 y 2.9 veces mayor que el de los algoritmos tradicionales. Sin embargo, la NOS optimiza significativamente el error relativo del algoritmo cuasi-estacionario en un 97.3% durante la fase de cálculo inicial.
Descripción
El presente estudio propone una nueva estrategia de optimización (NOS) para algoritmos cuasi-estacionarios con el fin de optimizar el error inicial en el cálculo rápido de simulaciones de transferencia de calor conjugada (CHT). En este enfoque, se monitorea dinámicamente el cambio en el número de Nusselt en la interfaz de acoplamiento fluido-sólido, y se desactiva la actualización del campo de flujo de acuerdo con un estándar de variación de Nusselt dado para acelerar la solución del campo de temperatura transitoria. La NOS se ha aplicado a problemas de transferencia de calor por convección en partes sólidas con fuentes de calor internas. La viabilidad de la NOS se verifica primero utilizando un ejemplo de frontera no perturbada, y los resultados muestran que la estrategia de optimización reduce el error inicial en un 92.3% en comparación con el algoritmo cuasi-estacionario, y el tiempo de cálculo se reduce en un 50% en comparación con el algoritmo de acoplamiento tradicional. Luego, la NOS se combina con el algoritmo cuasi-estacionario, y se añaden perturbaciones transitorias en la frontera al caso. Los resultados indican que el tiempo de cálculo para la NOS y el algoritmo cuasi-estacionario es 2.6 y 2.9 veces mayor que el de los algoritmos tradicionales. Sin embargo, la NOS optimiza significativamente el error relativo del algoritmo cuasi-estacionario en un 97.3% durante la fase de cálculo inicial.