حل تحلیلی هدایت گرمایی غیرفوریه ای نامتقارن در استوانه های توپر و بلند ارتوتروپیک

در این مقاله، یک حل تحلیلی برای توزیع دمای نامتقارن در یک استوانه ی توپر کامپوزیتی تک لایه با در نظر گرفتن تئوری کاتانو ارائه شده است. توزیع دمای ناشی از تحریک اولیه نامتقارن در استوانه با حل معادله ی هدایت گرمایی هذلولوی حاکم با روش جداسازی متغیرها استخراج شده است. از طرف دیگر، معادله ی هدایت گرمایی حاکم، با روش تفاضل محدود نیز حل شده است؛ تا نتایج حل تحلیلی با استفاده از آن اعتبار سنجی شود. تاثیر حرکت موج گرما از سطح بیرونی به سمت مرکز استوانه و هم زمان حرکت موج دیگری از مرکز استوانه به سمت لایه بیرونی و تداخل آن ها با یکدیگر، روی توزیع دما بررسی شده است. همچنین، تاثیر زاویه ی الیاف روی توزیع دما در جهت های شعاعی و محیطی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه به بررسی توزیع دما برحسب زمان پرداخته شده است که مشاهده می شود توزیع دما در یک نقطه برحسب زمان دارای رفتار نوسانی است. به دلیل نوسانی بودن شرط اولیه، قبل از رسیدن توزیع دما به حالت پایا، این امکان وجود دارد که توزیع دما به توزیع دمای فوریه همگرا نشود. همچنین توزیع دما در زمان های مختلف در راستای شعاعی و محیطی مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

حل تحلیلی ، استوانه ارتوتروپیک ، هدایت گرمایی غیرفوریه ای ، تفاضل محدود