Analytical solutions of transient heat conduction in multilayered slabs and application to thermal analysis of landfills
Analytical solutions of transient heat conduction in multilayered slabs and application to thermal analysis of landfills
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多层板瞬态热传导解析解及其在垃圾填埋场热分析中的应用
DOI：
10.1007/s11771-019-4244-y
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发表时间：
2019-11
影响因子：
4.4
通讯作者：
Leslie Okine
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xun Wu;Jianyong Shi;Hao Lei;Yu Ping Li;Leslie Okine
多层板瞬态热传导研究广泛应用于各个工程领域。本文分析了具有一般边界条件和任意发热的多层板中的瞬态热传导。边界条件是通用的，包括任一表面上狄利克雷、诺伊曼或罗宾边界条件的各种组合。此外，还考虑了板中任意产生的热量。解的推导采用基本方法，包括叠加法、分离变量法和正交展开法。简化的双层解析解通过数值方法进行了验证，并应用于预测垃圾填埋场内温度的时空分布。它表明所提出的解析解能够解决广泛的应用瞬态热传导问题。
The study of transient heat conduction in multilayered slabs is widely used in various engineering fields. In this paper, the transient heat conduction in multilayered slabs with general boundary conditions and arbitrary heat generations is analysed. The boundary conditions are general and include various combinations of Dirichlet, Neumann or Robin boundary conditions at either surface. Moreover, arbitrary heat generations in the slabs are taken into account. The solutions are derived by basic methods, including the superposition method, separation variable method and orthogonal expansion method. The simplified double-layered analytical solution is validated by a numerical method and applied to predicting the temporal and spatial distribution of the temperature inside a landfill. It indicates the ability of the proposed analytical solutions for solving the wide range of applied transient heat conduction problems.
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