مطالعه تحلیلی انتقال حرارت ھدایت غیر فوریه ای در استوانه توخالی تحت شرایط مرزی شار حرارتی مستقل از زمان

قانون ویژه حاکم بر هدایت حرارتی کلاسیک قانون فوریه می باشد، که مبتنی بر انتشار حرارت با سرعتنامحدوددر قطعه می باشد. با ادغام این قانون با قانون بقای انرژی، به معادله انتقال حرارت هدایت می رسیم. معادلهانتقال حرارت هدایتی فوریه ای در مواد از نوع سهموی می باشد. ویژگی غیرفیزیکی این معادله آن است که تغییرناگهانی در دما در یک نقطه به سرعت در تمام نقاط دورتر احساس می شود و سرعت انتشار و نفوذ بی نهایتفرض شده است. اگر چه قانون فوریه هنوز هم برای اغلب مسایل هندسی تحت شرایط خاص، به اندازه کافی دقیقمی باشد، اما در شرایطی شامل گرادیان دماهای زیاد، مقیاسه ای میکرو و نانو زمانی و مکانی، دماهای نزدیکصفر مطلق و ... تیوری هدایت حرارت فوریه دقیق نبوده و تیوری های غیرفوریه ای قابل اعتمادتر می باشند. برایحل این مشکل تیوری مختلف انتشار موجی حرارت ارایه گردیده است. که متداول ترین انها مدل ها یپربولیک وتاخیر فاز دوگانه است که به ترتیب توسط کاتانوو ورنوته و تیزو ارایه شده است.در این تحقیق معادله هدایت حرارتی هایپربولیک در مختصات استوانه ای برای استوانه توخالی همگن برای حالتشرایط مرزی با شارحرارتی مستقل اززمان به صورت تحلیلی حل شده و رفتار پروفیل های حرارتی غیرفوریه ایمورد مطالعه قرارگرفته است. مواد فرض می شود همگن و همسان با خواص حرارت ی مستقل از دما، و روشاستاندارد از جداسازی متغیرها برای توزیع دمایی استفاده شده است. حل تحلیلی ارایه شده در این تحقیق می-تواند به عنوان بهترین مرجع و پایه صحت سنجی دیگر حل های عددی و نیمه تحلیلی قابل استفاده باشد.

کلیدواژه ها:

هدایت حرارتی ، غیرفوریه ای ، مختصات استوانه ای ، شرایط مرزی شارحرارتی مستقل از زمان ، جداسازی متغیرها