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New Layerwise Theories and Finite Elements for Efficient Thermal Analysis of Hybrid Structures

Noack, J. und Rolfes, R. und Teßmer, J. (2003) New Layerwise Theories and Finite Elements for Efficient Thermal Analysis of Hybrid Structures. Computers and Structures, 81, Seiten 2525-2538.

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Kurzfassung

Hybrid structures, for example metallic multiwall thermal protection systems, sandwiches or 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 an new layerwise 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 an equivalent thermal conductivity is assumed. By means of two heat transfer equilibrium conditions the nodal degrees of freedom become independent of the number of layers. Two four-noded finite shell elements QUADLLT and QUADQLT based on the new theory have been developed. These 2D finite elements enable the calculation of three-dimensional temperature distributions within hybrid structures. Comparison with 3D analysis and test results shows good agreement.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen: LIDO-Berichtsjahr=2004,
Titel:New Layerwise Theories and Finite Elements for Efficient Thermal Analysis of Hybrid Structures
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Noack, J.NICHT SPEZIFIZIERT
Rolfes, R.NICHT SPEZIFIZIERT
Teßmer, J.NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2003
Erschienen in:Computers and Structures
Referierte Publikation:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:81
Seitenbereich:Seiten 2525-2538
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermal analysis; Finite elements; Hybrid structures; Composites
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HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W RP - Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
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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 16:34

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