Об идентификации коэффициента теплообмена в слоистой среде

Бесплатный доступ

Рассматривается вопрос о корректности в пространствах Соболева обратных задач об определении коэффициента теплообмена на границе раздела сред, входящего в условие сопряжения типа неидеального контакта. В цилиндрической пространственной области рассматривается параболическое уравнение второго порядка. Область делится на две подобласти, на общей части границы которых задается условие сопряжения. Коэффициент теплообмена, входящий в условие сопряжения, ищется в виде конечного отрезка ряда с неизвестными коэффициентами Фурье, зависящими от времени. Уравнение дополняется краевыми условиями общего вида и начальными условиями, а также условиями переопределения. Условия переопределения - значения решения в некотором наборе точек, лежащих в пространственной области. При естественных условия гладкости на данные и расположение точек замеров показана локальная по времени теорема существования и единственности решений. Полученное решение является регулярным, т. е. все обобщенные производные, входящие в уравнение, суммируемы с некоторой степенью и уравнение выполняется почти всюду. Метод является конструктивным, и на основе предложенного подхода возможно построение численных методов решения задачи. Доказательство основано на получаемых априорных оценках и теореме о неподвижной точке.

Еще

Обратная задача, задача сопряжения, коэффициенттеплопередачи, параболическое уравнение, тепломассоперенос

Короткий адрес: https://sciup.org/147236522

IDR: 147236522   |   DOI: 10.14529/mmph220102

Список литературы Об идентификации коэффициента теплообмена в слоистой среде

  • Baehr, H.D. Heat and Mass Transfer / H.D. Baehr, K. Stephan. - Berlin Heidelberg: SpringerVerlag, 2006. - 688 p.
  • Ладыженская, О.А. Линейные и квазилинейные уравнения параболического типа / О.А. Ладыженская, Н.Н. Уральцева, В.А. Солонников. - Москва: Наука, 1967. - 736 с.
  • Алифанов, О.М. Обратные задачи в исследовании сложного теплообмена / О.М. Алифа-нов, Е.А. Артюхин, А.В. Ненарокомов. - Москва: Янус-К, 2009. - 299 с.
  • Ткаченко, В.Н. Математическое моделирование, идентификация и управление технологическими процессами тепловой обработки материалов / В.Н. Ткаченко. - Киев: Наукова думка, 2008. - 243 с.
  • Huang, C. An inverse problem of simultaneously estimating contact conductance and heat transfer coefficient of exhaust gases between engine's exhaust valve and seat / C. Huang, T. Ju // International journal for numerical methods in engineering. - 1995. - Vol. 38, Iss. 5. - P. 735-754.
  • Loulou, T., An inverse heat conduction problem with heat flux measurements / T. Loulou, E. Scott // International Journal for Numerical Methods in Engineering. - 2006. - Vol. 67, Iss. 11. -С. 1587-1616.
  • Identification of Contact Failures in Multi-Layered Composites / L.A. Abreu, H.R.B. Orlande, C.P. Naveira-Cotta et al. Proceedings of the ASME 2011 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. Vol. 2: 31st Computers and Information in Engineering Conference, Parts A and B. Washington, DC, USA. August 28-31, 2011. -P. 479-487.
  • A Comparison of two inverse problem techniques for the identification of contact failures in multi-layered composites / L.A.S. Abreu, M.J. Colaco, C.J.S. Alves et al. // 22nd International Congress of Mechanical Engineering (COBEM 2013), November 3-7, 2013, Ribeirao Preto, SP, Brazil. - С. 54225432.
  • Artyukhin, E.A. Reconstruction of thermal contact resistance from the solution of the inverse heat conduction problem / E.A. Artyukhin, A.V. Nenarokomov // Journal of Engineering Physics. -1984. - Т. 46, № 4. - С. 677-681.
  • Drenchev, L.B. Inverse heat conduction problems and application to estimate of heat parameters in 2-D experiments / L.B. Drenchev, J. Sobczak // Proc. Int. Conf. High Temperature Capillarity, Cracow, Poland, 29 June - 2 July 1997. - Krakow: Foundry Research Institute, 1998. - С. 355-361.
  • Zhuo, L. Reconstruction of the Heat Transfer Coefficient at the Interface of a Bi-Material / L. Zhuo, D. Lesnic, S. Meng // Inverse Problems in Science and Engineering. - 2020. - Vol. 28, Iss. 3. -С.374-401.
  • К решению нестационарных нелинейных граничных обратных задач теплопроводности / Ю.М. Мацевитый, А.О. Костиков, Н.А. Сафонов, В.В. Ганчин // Проблемы машиностроения. -2017. - Т. 20, № 4. - С. 15-23.
  • Трибель, Х. Теория интерполяции. Функциональные пространства. Дифференциальные операторы / Х. Трибель. - М.: Мир, 1980. - 664 с.
  • Denk, R. Optimal Lp-Lq-Estimates for Parabolic Boundary Value Problems with Inhomogene-ous Data / R. Denk, M. Hieber, J. Pruss // Mathematische Zeitschrift. - 2007. - Vol. 257, Iss. 1. -P. 193-224.
  • Belonogov, V.A. On Solvability of Some Classes of Transmission Problems in a Cylindrical Space Domain / V.A. Belonogov, S.G. Pyatkov // Сибирские электронные математические известия. - 2021. - Т. 18, № 1. - C. 176-206.
  • Вержбицкий, М.А. O некоторых обратных задачах об определении граничных режимов / М.А. Вержбицкий, С.Г. Пятков // Математические заметки СВФУ. - 2016. - Т. 23, вып. 2. - C. 3-18.
  • Белоногов, В.А. О разрешимости задач сопряжения с условиями типа неидеального контакта / В.А. Белоногов, С.Г. Пятков // Известия вузов. Математика. - 2020. - № 7. - C. 18-32.
  • Михайлов, В.П. Дифференциальные уравнения в частных производных / В.П. Михайлов. - М.: Наука, 1976. - 391 с.
  • Amann, H. Compact Embeddings of Vector-Valued Sobolev and Besov Spaces / H. Amann // Glasnik matematicki. - 2000. - Vol. 35(55). - p. 161-177.
  • Grisvard, P. Équations différentielles abstraites / P. Grisvard // Annales scientifiques de l'École Normale Supérieure, Série 4. - 1969. - Vol. 2, no. 3. - P. 311-395.
Еще
Статья научная