Numerical analysis of the orthotropic sample for conductivity tests

This work describes the development of a program based on the Finite Element Method for the calculation of a temperature field in orthotropic sample with use of the Neumann's Boundary Condition. Such a program has been created for the purposes of the project carrying out in the Intitute of Thermal Technology in Gliwice, Poland. It is an important part of the fully – automated algorithm for determining the sample's thermal conductivity by fitting numerically obtained temperature field with its counterpart provided by the measurements. Because of the specific nature of the measurement process as well as the main algorithm itself, the developed program is characterized by high efficiency (comparable to Ansys), sufficient accuracy and preparation for cooperation with the mentioned before fully – automated algorithm. Most important features of the program are: module for geometry data import (data is provided by the Ansys), module for the results export, the two control text files for easy management by external procedures, logging and error reporting module.

W pracy tej opisano proces tworzenia pogramu opartego na Metodzie Elementów Skończonych a służącego do obliczania pola temperatury w ortotropowej próbce z wykorzystaniem warunku brzegowego Neumann'a. Program ten został stworzony na potrzeby projektu prowadzonego w Instytucie Techniki Cieplnej w Gliwicach. Stanowi on ważną część zautomatyzowanej procedury mającej wyznaczać współczynnik przewodzenia ciepła badanej próbki poprzez dopasowanie rozkładu temperatury otrzymanego na drodze obliczeń numerycznych z rozkładem temperatury otrzymanym z pomiarów. Z racji specyfiki pomiarów oraz samej procedury sterującej całą analizą, stworzony program charakteryzuje się dużą wydajnością porównywalną do wydajności Ansysa (dla tego samego przypadku), wystarczającą dokładnością oraz przygotowaniem do sprzęgnięcia z głównym algorytmem. Najważniejszymi cechami tego programu są: moduł do importu geometrii z Ansysa, moduł do eksportu danych dla algorytmu sterującego, dwa pliki tekstowe umożliwiające łatwe zarządzanie tym kodem (zwłaszcza w przypadku sterowania przez zewnętrzny program), logowanie działania programu oraz raportowanie o błędach.