سیویلیکا را در شبکه های اجتماعی دنبال نمایید.

A novel computational analysis of boundary-driven two-dimensional heat flow with internal heat generation

سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 89

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_CAND-3-1_003

تاریخ نمایه سازی: 28 مرداد 1403

چکیده مقاله A novel computational analysis of boundary-driven two-dimensional heat flow with internal heat generation

Accurate numerical solution of parabolic and elliptic partial differential equations governing two-dimensional heat transfer is critical for engineering simulations but computationally challenging.This work employs key numerical techniques finite differences, conjugate gradients, and Crank-Nicolson time stepping to solve the heat diffusion equation and analyze method performance.The Poisson equation is discretized using second-order central finite differences and solved with the conjugate gradient approach to determine the steady state solution. The transient heat equation is integrated in time via the Crank-Nicolson implicit scheme, also utilizing conjugate gradients.The methods effectively compute solutions matching analytical and boundary conditions. Convergence and stability are achieved while capturing transient thermal evolution. Insights are gained into discretization and iteration parameter impacts.The numerical framework demonstrates accurate and efficient simulation of two-dimensional conductive heat transfer. It provides a template for extension to more complex geometries and multiphysics phenomena, contributing to advances in computational engineering.

کلیدواژه های A novel computational analysis of boundary-driven two-dimensional heat flow with internal heat generation:

نویسندگان مقاله A novel computational analysis of boundary-driven two-dimensional heat flow with internal heat generation

Muhammad Abid

Department of Mathematics, North Carolina State University, Raleigh, ۲۷۶۹۵ NC, United States

Madiha Bibi

Rawalpindi Women University, Rawalpindi, Punjab ۴۶۳۰۰, Pakistan

Nasir Yasin

Departments of Mathematics & Statistics, Old Dominion University, VA ۲۳۵۲۹, Norfolk, USA

Muhammad Shahid

Department of Physics and Astronomy, Georgia State University, Atlanta, GA ۳۰۳۰۳, USA

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
Chen, Y., Li, N., Li, D.S. and Xia, K.Q., ۲۰۱۸. ...
Anderson, J.D., ۱۹۹۵. Computational fluid dynamics (Vol. ۲۰۶). New York: ...
Hirsch, C., ۲۰۰۷. Numerical computation of internal and external flows: ...
Ferziger, J.H. and Perić, M., ۲۰۱۲. Computational methods for fluid ...
Blazek, J., ۲۰۱۵. Computational fluid dynamics: principles and applications. Butterworth-Heinemann ...
Patankar, S.V., Liu, C.H. and Sparrow, E.M., ۱۹۷۷. Fully developed ...
Markatos, N.C. and Pericleous, K.A., ۱۹۸۴. Laminar and turbulent natural ...
Minkowycz, W.J. and Sparrow, E.M., ۲۰۰۶. Conjugate heat transfer in ...
Garimella, S.V. and Sobhan, C.B., ۲۰۰۳. Transport in microchannels-a critical ...
Agostini, B., Fabbri, M., Park, J.E., Wojtan, L., Thome, J.R. ...
Rantala, J., Koskinen, K. and Aromaa, M., ۲۰۱۴. Challenges in ...
Sarangi, S., ۲۰۲۰. Fundamentals of microelectronics cooling. Academic Press ...
Zhu, W., Li, C. and Zhang, G., ۲۰۲۲. Stochastic heat ...
Zhao, J., Shan, Z.W. and Li, J., ۲۰۰۱. Modelling and ...
Komanduri, R., Chandrasekar, S., Raff, L.M. and Shawky, A.A., ۱۹۹۹. ...
Yan, C. and Xiong, W., ۲۰۲۱. Microstructural evolution and heat ...
Computational Materials Science, ۱۸۸, p.۱۱۰۱۸۲ ...
Huang, Y., Feng, Z.C., Xu, Z.R., Zhou, H.Z. and Sugioka, ...
Weinbaum, S. and Jiji, L.M., ۱۹۸۵. A new simplified bioheat ...
Das, U., Ganguly, S., Shaik, S., Gaines, P., Hashmi, M.A., ...
Welch, A.J. and van Gemert, M.J.C., ۲۰۱۱. Optical-thermal response of ...
Hoffman, J.D. and Frankel, S., ۲۰۰۱. Numerical methods for engineers ...
Thomas, J.W., ۱۹۹۵. Numerical partial differential equations: finite difference methods ...
Greenbaum, A., ۱۹۹۷. Iterative methods for solving linear systems (Vol. ...
Fletcher, C.A., ۲۰۱۷. Computational techniques for fluid dynamics: Specific techniques ...
Patankar, S.V., ۲۰۱۸. Numerical heat transfer and fluid flow.CRC press ...
Roache, P.J., ۱۹۹۸. Verification and validation in computational science and ...
Oberkampf, W.L. and Roy, C.J., ۲۰۱۰. Verification and validation in ...
Hoffmann, K.A., ۱۹۸۹. Iterative algorithms for computational fluid dynamics. Lecture ...
Knoll, D.A. and Keyes, D.E., ۲۰۰۴. Jacobian-free Newton–Krylov methods: a ...
Kelley, C.T., ۲۰۰۳. Solving nonlinear equations with Newton’s method (Vol. ...
Datta, B.N., ۲۰۰۷. Numerical linear algebra and applications. SIAM ...
Saad, Y., ۱۹۹۶. Iterative methods for sparse linear systems. Pws ...
Chapra, S.C. and Canale, R.P., ۲۰۱۵. Numerical methods for engineers. ...
Hamid, M. T. & Abid, M. (۲۰۲۴). Decision Support System ...
Roy, C.J., ۲۰۰۵. Review of code and solution verification procedures ...
Eça, L. and Hoekstra, M., ۲۰۱۴. Code verification, solution verification ...
ECCOMAS Conf, Barcelona ...
Celik, I.B., Ghia, U., Roache, P.J., Freitas, C.J., Coleman, H. ...
Franke, R. and Frank, T., ۲۰۰۲. Numerical calculation of heat ...
Tahoor, Abid, M., Mushtaq, A. & Bibi M. (۲۰۲۴). Exploringthe ...
Anderson, D.A., Tannehill, J.C. and Pletcher, R.H., ۲۰۱۶. Computational fluid ...
Meharunnisa, Saqlain, M., Abid, M., Awais, M., and Stević, Ž. ...
Hirsch, C., ۲۰۰۷. Numerical computation of internal and external flows: ...
Versteeg, H.K. and Malalasekera, W., ۲۰۰۷. An introduction to computational ...
Pearson education ...
Abid, M., Saqlain, M. (۲۰۲۳). "Decision making for the bakery ...
Moin, P. and Mahesh, K., ۱۹۹۸. Direct numerical simulation: a ...
ASME, ۲۰۰۹. Standard for verification and validation in computational fluid ...
Friedman, P.J. and Katz, J., ۲۰۰۲. Verification and validation of ...
Thomas D. Economon, F. Palacios, Stanford University SU۲ Developers. SU۲: ...
Patankar, S.V., Liu, C.H. and Sparrow, E.M., ۱۹۷۷. Fully developed ...
Luo, X., Moulinec, C., & Emerson, D. R. (۲۰۱۷). Comparison ...
Sun, B., Zhou, H., Peng, F., Lu, C., Ding, Y., ...
Rehman, N., Abid, M., & Qamar, S. (۲۰۲۱). Numerical approximation ...
Garba Ahmad Abdulaziz, Kaabar Mohammed KA, Rashid Saima, Abid Muhammad.A ...
Bird, R.B., Stewart, W.E. and Lightfoot, E.N., ۲۰۰۷. Transport phenomena. ...
Welty, J.R., Wicks, C.E., Wilson, R.E. and Rorrer, G., ۲۰۰۸. ...
Abid, M. & Saqlain, M. (۲۰۲۳). Utilizing Edge Cloud Computing ...
Haq, H. B. U., Akram, W., Irshad, M. N., Kosar, ...
Wright, L.M. and Anderson, D.A., ۲۰۱۷. Developments in convective heat ...
Meharunnisa, Saqlain, M., Abid, M., Awais, M., Stević, Ž. (۲۰۲۳). ...
نمایش کامل مراجع