Mathematical Modeling of Unsteady Heat Exchange in a Passenger Car
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Mathematical Modeling of Unsteady Heat Exchange in a Passenger Car
Математичне моделювання нестаціонарних теплових процесів у пасажирському вагоні Математическое моделирование нестационарных тепловых процессов в пассажирском вагоне |
|
| Creator |
Khomenko, Irina Yu.
Хоменко, Ірина Юріївна Хоменко, Ирина Юрьевна |
|
| Subject |
mathematical modeling
passenger car unsteady thermal processes life support system математичне моделювання пасажирський вагон нестаціонарні теплові процеси система життєзабезпечення КВАГ математическое моделирование пассажирский вагон нестационарные тепловые процессы система жизнеобеспечения |
|
| Description |
Khomenko, I. YU. Mathematical Modeling of Unsteady Heat Exchange in a Passenger Car / I. YU. Khomenko // Наука та прогрес транспорту. — 2013. — №. 6 (48). — С. 147—155. — doi: 10.15802/stp2013/19762. EN: Purpose. Existing mathematical models of unsteady heat exchange in a passenger car do not satisfy the need of the different constructive decisions of the life support system efficiency estimation. They also don’t allow comparing new and old life support system constructions influence on the inner environment conditions. Moreover quite frequently unsteady heat exchange processes were studied at the initial car motion stage. Due to the new competitive engineering decisions of the life support system the need of a new mathematical instrument that would satisfy the mentioned features and their influence on the unsteady heat exchange processes during the whole time of the road appeared. The purpose of this work is creation of the mathematical model of unsteady heat exchange in a passenger car that can satisfy the above-listed requirements. Methodology. For the assigned task realization system of differential equations that characterizes unsteady heat exchange processes in a passenger car was composed; for the system of equations solution elementary balance method was used. Findings. Computational algorithm was developed and computer program for modeling transitional heat processes in the car was designed. It allows comparing different life support system constructions influence on the inner environment conditions and unsteady heat exchange processes can be studied at every car motion stage. Originality. Mathematical model of unsteady heat exchange in a passenger car was improved. That is why it can be used for the heat engineering studying of the inner car state under various conditions and for the operation of the different life support systems of passenger cars comparison. Mathematical modeling of unsteady heat exchange in a passenger car was made by the elementary balance method. Practical value. Created mathematical model gives the possibility to simulate temperature changes in passenger car on unsteady thermal conditions with enough accuracy and to introduce and remove additional elements to the designed model. Thus different constructive decisions of the life support system can be estimated by the mathematical experiment. UK: Мета. Існуючі математичні моделі нестаціонарних теплових процесів у пасажирському вагоні не придатні для повної оцінки ефективності нових технічних рішень системи життєзабезпечення пасажирських вагонів та для їх порівняння з уже існуючими конструкціями. Крім того, нестаціонарні теплові процеси найчастіше досліджувалися на початковому етапі руху вагона. У зв’язку з появою нових конкурентоспроможних технічних рішень системи життєзабезпечення виникла потреба й у створенні нового математичного інструменту, який давав би змогу врахувати ці особливості та їх вплив на перебіг нестаціонарних теплових процесів протягом усього часу рейсу. Метою даної роботи є створення математичної моделі нестаціонарних теплових процесів, що задовольняла б вищеперераховані вимоги. Методика. Для реалізації поставленої задачі було складено систему диференціальних рівнянь, що описують нестаціонарні теплові процеси у вагоні; для розв’язання складеної системи рівнянь використовувався метод елементарних балансів. Результати. Розроблено розрахунковий алгоритм та створено комп’ютерну програму для моделювання перехідних теплових процесів у пасажирському вагоні, що дозволяє враховувати різні конструктивні рішення системи життєзабезпечення пасажирських вагонів та здійснювати моделювання нестаціонарних теплових процесів на будь-якому етапі рейсу. Наукова новизна. Удосконалено математичну модель теплових процесів у вагоні в динаміці, що дозволяє досліджувати теплотехнічний стан у салоні за різних умов та порівнювати роботу різних систем життєзабезпечення пасажирських вагонів. Проведено математичне моделювання нестаціонарних теплових режимів у пасажирському вагоні з використанням методу елементарних балансів. Практична значимість. Складена розрахункова модель дає змогу моделювати зміни температури у вагоні на нестаціонарних теплових режимах, досить легко вводити та виводити до розрахункової схеми додаткові елементи. Це дозволяє проводити оцінку різних схем та конструктивних рішень системи життєзабезпечення вагона шляхом математичного експерименту. RU: Цель. Существующие математические модели нестационарных тепловых процессов в пассажирском вагоне не подходят для полной оценки эффективности новых технических решений системы жизнеобеспечения пассажирских вагонов и для их сравнения с уже существующими конструкциями. Кроме того, нестационарные тепловые процессы чаще всего исследовались на начальном этапе движения вагона. В связи с появлением новых конкурентоспособных технических решений системы жизнеобеспечения, возникла потребность и в создании нового математического инструмента, который давал бы возможность учесть эти особенности и их влияние на протекание нестационарных тепловых процессов на протяжении всего времени в пути. Целью данной работы является создание математической модели нестационарных тепловых процессов, которая бы удовлетворяла вышеперечисленные требования. Методика. Для реализации поставленной задачи была составлена система дифференциальных уравнений, которые описывают нестационарные тепловые процессы в вагоне; для решения сложной системы уравнений использовался метод элементарных балансов. Результаты. Разработан расчетный алгоритм и создана компьютерная программа для моделирования переходных тепловых процессов в пассажирском вагоне, что позволяет учитывать различные конструктивные решения системы жизнеобеспечения пассажирских вагонов и осуществлять моделирование нестационарных тепловых процессов на любом этапе рейса. Научная новизна. Усовершенствована математическая модель тепловых процессов в вагоне в динамике, что позволяет исследовать теплотехническое состояние в салоне при различных условиях и сравнивать работу различных систем жизнеобеспечения пассажирских вагонов. Выполнено математическое моделирование нестационарных тепловых режимов в пассажирском вагоне с использованием метода элементарных балансов. Практическая значимость. Составленная расчетная модель дает возможность моделировать изменения температуры в вагоне на нестационарных тепловых режимах, довольно легко вводить и выводить в расчетную схему дополнительные элементы. Это позволяет проводить оценку разных схем и конструктивных решений системы жизнеобеспечения вагона путем математического эксперимента. |
|
| Date |
2014-04-07T12:10:17Z
2014-04-07T12:10:17Z 2013 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi: 10.15802/stp2013/19762
2307–3489 (Print) 2307–6666 (Online) http://eadnurt.diit.edu.ua:82/jspui/handle/123456789/2194 |
|
| Language |
en
|
|
| Publisher |
ДНУЗТ
|
|