DOI: https://doi.org/10.15587/2313-8416.2015.42632

Volumetric heat capacity calculation for simulation at melting of alloys

Юлия Всеволодовна Сидоренко, Валерія Анатоліївна Третьяк

Abstract


The article considers volumetric heat capacity approximation methods for heating at simulation of melting of alloys. Due to complexity of volume-specific heat capacity determination approximation should be used. The calculation data and graphic examples of different approximation methods are given. For more flexibility it is proposed to use Gauss method for approximation


Keywords


simulation of melting-crystallization process; volumetric heat capacity; approximation

References


Verhoeven, J. C. J., Jansen, J. K. M., Mattheij, R. M. M., Smith, W. R. (2003). Modelling laser induced melting. Mathematical and Computer Modelling, 37 (3-4), 419–437. doi: 10.1016/s0895-7177(03)00017-7

Solov’eva, E. N., Uspenskiy, A. B. (1975). Skhemy skvoznogo scheta chislennogo resheniya kraevyh zadach s neizvestnymi granitsami dlya odnomernyh uravnenij parabolicheskogo tipa [Schemes of through computation of the numerical solution of boundary value problems with unknown boundaries for one-dimensional parabolic equations]. Methods of solving boundary and inverse heat conduction problems, 5, 3–23.

Breslavskiy, P. V., Mazhukin, V. I. (1991). Algoritm chslennogo resheniya gidrodinamicheskogo varianta zadachi Stefana pri pomoshchi dinamicheski adaptiruyushchihsya setok [The algorithm of a hydrodynamical version of Stefan problem numerical solution by dynamic adapting grid]. Mathematical modeling, 3 (10), 104–115.

Luk’yanenko, S. A., Tretyak, V. A. (2014). Problema ucheta zavisimosti koeffitsienta ob’emnoy teploemkosti ot temperatury pri modelirovanii lazerno-dugovoy naplavki [Temperature dependence consideration issue for coefficient of volumetric heat capacity in simulation of laser-arc pad weld process]. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 1 (89), 177–182.

Pereloma, V. A., Shcherba, A. A., Podol’tsev, A. D. et al. (1998). Issledovanie teplovyh protsessov i structury poverhnostnogo sloya pri lazernoy naplavke poroshkovyh materialov [Heat process and the cover structure while laser cladding of powder materials research]. The Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 47.

Amara, E. H., Hamadi, F., Achab, L., Boumia, O. (2006). Numerical modelling of the laser cladding process using a dynamic mesh approach. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 15 (1-2), 100–106. doi: 10.1109/caol.2005.1553842

Livshits, B. G., Kraposhin, V. S., Linetskiy, Ya. L. (1980). Fizicheskie svoystva metallov i splavov [Physical properties of metals and alloys]. Metallurgy, 320.

Knyazeva, A. G., Kryukova, O. N., Burkina, N. V., Sorokova, S. N. (2010). Problemy modelirovaniya tehnologicheskikh protsessov poverkhnostnoy obrabotki materialov i naneseniya pokrytiy s ispol’zovaniem vysokoenergeticheskikh istochnikov [Simulation issues of surface treatment and coating materials using high energy sources]. Izvestiya of TPU, 317 (2), 93–101.

Ivanov, D. A., Kuvaev, N. V., Kuvaeva, T. V. (2010). Raschet teploemkosti nizkouglerodistoy nizkolegirovannoy stali pri modelirovanii neizotermicheskikh fazovikh prevrashcheniy [The heat capacity of low-carbon low-alloy steel calculation for modeling of non-isothermal phase transitions]. Theory and practice of metallurgy, 1–2, 43–48.

Holovko, L. F., Lukianenko, S. O., Mikhailova, I. Yu., Tretiak, V. A. (2015). Kompyuterne modeliuvannia u lazernykh tekhnolohiiakh [Computer simulation in laser technologies]. Text, 236.

Badaiev, Yu. I., Sydorenko, Yu.V. (1998). Realizatsiia interpoliatsiynoho metodu Gaus-funktsii ta porivnialnyy analiz [Interpolation method by Gauss function implementation and comparative analysis]. Applied geometry and engineering graphics, 63, 33–37.


GOST Style Citations


1. Verhoeven, J. C. J. Modelling laser induced melting [Text] / J. C. J. Verhoeven, J. K. M. Jansen, R. M. M. Mattheij, W. R. Smith // Mathematical and Computer Modelling. –2003. – Vol. 37, Issue 3–4. – P. 419–437. doi: 10.1016/s0895-7177(03)00017-7 

2. Соловьева, Е. Н. Схемы сквозного счета численного решения краевых задач с неизвестными границами для одномерных уравнений параболического типа [Текст] / Е. Н. Соловьева, А. Б. Успенский // Методы решения краевых и обратных задач теплопроводности. – 1975. – № 5. – С. 3–23.

3. Бреславский, П. В. Алгоритм численного решения гидродинамического варианта задачи Стефана при помощи динамически адаптирующихся сеток [Текст] / П. В. Бреславский, В. И. Мажукин // Математическое моделирование. – 1991. – Т. 3, № 10. – С. 104–115.

4. Лукьяненко, С. А. Проблема учета зависимости коэффициента объемной теплоемкости от температуры при моделировании лазерно-дуговой наплавки [Текст] / С. А. Лукьяненко, В. А. Третьяк // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2014. – № 1 (89). – С. 177–182.

5. Перелома, В. А. Исследование тепловых процессов и структуры поверхностного слоя при лазерной наплавке порошковых матириалов [Текст] / В. А. Перелома, А. А. Щерба, А. Д. Подольцев и др. – К : Институт электродинамики НАН Украины, 1998. – 47 с.

6. Amara, E. H. Numerical modelling of the laser cladding process using a dynamic mesh approach [Text] / E. H. Amara, F. Hamadi, L. Achab, O. Boumia // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. – 2006. – Vol. 15, Issue 1-2. – P. 100–106. doi: 10.1109/caol.2005.1553842 

7. Лившиц, Б. Г. Физические свойства металлов и сплавов [Текст] / Б. Г. Лившиц, В. С. Крапошин, Я. Л. Линецкий. – М : "Металлургия", 1980. – 320 с.

8. Князева, А. Г. Проблемы моделирования технологических процессов поверхностной обработки материалов и нанесения покрытий с использованием высокоэнергетических источников [Текст] / А. Г. Князева, О. Н. Крюкова, Н. В. Букрина, С. Н. Сорокова // Известия ТПУ. – 2010. – № 2. – C. 93–101.

9. Иванов, Д. А. Расчет теплоемкости низкоуглеродистой низколегированной стали при моделировании неизотермических фазовых превращений [Текст] / Д. А. Иванов, Н. В. Куваев, Т. В. Куваева // Теория и практика металлургии. – 2010. – № 1–2. – С. 43–48.

10. Комп’ютерне моделювання у лазерних технологіях [Текст] / Л. Ф. Головко, С. О. Лук’яненко, І. Ю. Михайлова, В. А. Третяк. – К. : ВПП "Текст", 2015. – 236 с.

11. Бадаєв, Ю. І. Реалізація інтерполяційного методу Гаусс-функції та порівняльний аналіз [Текст] / Ю. І. Бадаєв, Ю. В. Сидоренко. Прикладна геометрія та інженерна графіка. – 1998. – Вип. 63. – С.33–37.







Copyright (c) 2015

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN 2313-8416 (Online), ISSN 2313-6286 (Print)