МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ СОПРИКАСАЮЩИХСЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ С УЧЕТОМ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В ЗОНЕ КОНТАКТА

Аннотация

Приведено описание численной модели расчета теплового состояния соприкасающихся твердых тел с учетом энерговыделения в зоне контакта. Модель базируется на конечно-объемном подходе и реализована в модуле Логос Тепло, входящем в пакет программ Логос и предназначенном для численного моделирования процессов теплопроводности в твердых телах, а также в воздушных зазорах, без учета конвективного механизма теплопроводности. Введенные методы и алгоритмы позволяют проводить расчеты теплового состояния трехмерных и двумерных (в том числе осесимметричных) конструкций в стационарном и нестационарном режимах на несостыкованных (неконформных) сеточных моделях с учетом энерговыделения в зоне контакта.

Рассмотрены наиболее распространенные методы определения коэффициента распределения теплового потока от энерговыделения в случае взаимодействия двух тел в состоянии покоя, а также в случае скользящего контакта. Для задачи с известным точным решением и результатами численных расчетов проведена оценка применимости указанных методов и алгоритмов учета энерговыделения в зоне контакта для численной схемы, реализованной в продукте Логос Тепло.

По результатам оценки численных данных максимальная погрешность для покоящейся модели не превысила 0,1%, а в случае моделирования скользящего контакта 8%, что говорит о применимости рассмотренных методов и алгоритмов. Однако стоит отметить, что численное решение, полученное по методу Шаррона, вносит в численную схему, реализованную в модуле Логос Тепло, погрешность, большую на порядок, чем метод по температуропроводности, а также создает разрыв в температуре на границе контакта.