Верифікація пакету автоматизованого проєктування ELCUT на прикладі задачі нагрівання індуктора з двошаровим футеруванням

Анотація

Для розв’язання диференціальних рівнянь та їх систем, що описують тепло-ві процеси в складних конструкціях та пристроях, усе частіше застосовуються пакети автоматизованого проєктування, до яких відноситься ELCUT. Однак, при цьому виникає питання достовірності отриманих результатів, відповісти на яке можна, довівши достовірність використовуваного алгоритму шляхом порів-няння отриманих результатів з відомими даними інших авторів. Аналіз остан-ніх досліджень і публікацій свідчить, що система ELCUT може застосовуватись до розв’язання задач з різних галузей промисловості, а саме: підвищення енергое-фективності акустичного магнітного пристрою; дослідження міцних властиво-стей піскоцементного стрижня в умовах термоградієнту; визначення темпера-тури та правильних умов різання при плоскому шліфуванні комбінованої форми, що складається з металополімеру та металу; розробка методики розрахунку ко-ефіцієнта тепловіддачі огороджень для ґрунтових масивів, які мають нескінченну товщину; аналіз інструментальної бази в галузі садівництва та оптимізації ма-гнітної системи лінійного двигуна електричних секаторів; опис електричного ге-нератора, призначеного для вироблення електроенергії магнітно-електричним способом і перетворення механічної енергії від вітряного двигуна, що обертаєть-ся, та дослідження розподілу магнітних потоків на ділянці магнітопроводу гене-ратора. Метою даної роботи є верифікування та доведення доцільності застосу-вання пакету автоматизованого проєктування ELCUT до розв’язання задачі ви-значення теплового поля індукційного нагрівача з двошаровим футеруванням для чотирьох пар матеріалів футерівки. В роботі створено алгоритм дослідження теплового поля індукційного нагрівача з двошаровим футеруванням; проведено тестування на задачі даного класу з відомими розв’язками; за допомогою програ-много комплексу ELCUT розраховано поля температур індукційного нагрівача з двошаровим футеруванням для чотирьох пар матеріалів футерування; побудова-но картини полів температур та ізотерм для досліджуваних випадків матеріа-лів футерування індукційного нагрівача, а також діаграму порівняння середньої температури футерівки в зовнішньому та внутрішньому шарах, отриманої за допомогою пакету ELCUT та при використанні аналітичного підходу; визначено максимальну різницю між аналітичним та числовим розв’язком, отриманим при використанні системи автоматизованого проєктування ELCUT, – вона не пере-вищила 3%. Таким чином, доведено доцільність застосування програмного ком-плексу ELCUT до розв’язання актуальних та практично необхідних задач промис-ловості.