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Efficient Thermal Analysis of Hot Structures Using New Finite Elements

Noack, J. und Rolfes, R. (1999) Efficient Thermal Analysis of Hot Structures Using New Finite Elements. In: European Conference on Spacekraft Structures, Materials and Mechanical Testing, SP 428, Seiten 117-122. ESA Publikation Division. European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Mechanical Testing. ISBN 92-9092-712-7.

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Kurzfassung

Hybrid structures, for example metallic multiwall TPS, sandwiches of hot structures, consist of layers with different thermal conductivity. In addition, radiation and convection can occur within these layers. Analysis of these internal heat transfer mechanisms and the design of hybrid structures require three-dimensional models leading to a high modelling effort. With a new layer-wise theory for heat conduction of hybrid structures this effort can be drastically reduced. Hybrid structures are idealized as structures with homogeneous layers characterised by different thermal conductivities. For layers with internal radiation exchange and convection and convection an equivalent thermal conductivity is used. By means of two heat transfer equilibrium conditions the nodal degrees of freedom become independent of the number of layers. A four noded finite shell element QUADLLT based on the new theory has been developed. This 2D finite element enables the calculation of three-dimensional temperature distribution within hybrid structures. Comparison with 3D analysis and test results shows good agreement. The present finite element formulation is capable of linear steady-state thermal problems and can be expanded for application to non-linear transient thermal problems.

Dokumentart:Konferenzbeitrag (Paper)
Zusätzliche Informationen: LIDO-Berichtsjahr=1999, monograph_id=SM98-047/223,
Titel:Efficient Thermal Analysis of Hot Structures Using New Finite Elements
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Noack, J.NICHT SPEZIFIZIERT
Rolfes, R.NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1999
Erschienen in:European Conference on Spacekraft Structures, Materials and Mechanical Testing
Band:SP 428
Seitenbereich:Seiten 117-122
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
European Space Agency Agence spatiale européenne, NICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:ESA Publikation Division
ISBN:92-9092-712-7
Status:veröffentlicht
Veranstaltungstitel:European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Mechanical Testing
Veranstalter :CNES, DLR, ESA
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W RP - Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):NICHT SPEZIFIZIERT
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Institut für Strukturmechanik
Hinterlegt von: Sibylle Wolff
Hinterlegt am:16 Sep 2005
Letzte Änderung:14 Jan 2010 15:38

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