رسانایی گرمایی تأخیر فاز در رسانه‌ی سلولی چند لایه با پیوندهای ناقص

قیمت: 43,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

رسانایی گرمایی تأخیر فاز در رسانه‌ی سلولی چند لایه با پیوندهای ناقص

عنوان لاتین

Phase-lag heat conduction in multilayered cellular media with imperfect bonds

ما یک چارچوب نظری برای مطالعه‌ی پاسخ‌های گرمایی سیستم‌های تک بعدی چند لایه، رسانه‌ی جامد درجه‌‌بندی شده و مواد متخلخل ارائه کرده‌ایم. روش تحلیل گرمایی شامل نظریه‌های رسانایی گرمایی غیرفوریه شامل رسانایی تأخیر سه فاز، تأخیر دو فاز و رسانایی گرمایی هذلولی می‌شود. رسانه‌ی درجه‌ بندی شده به صورت سیستم‌های چند لایه‌ای مدل‌سازی شده که تعداد محدودی لایه را به نمایش می‌گذارد. برای هر لایه‌ی همسان، معادله‌های دیفرانسیلی رسانایی گرمایی، تأخیر سه فاز موجی شکل را شرح می‌دهد که در شکل بسته در دامنه‌ی لاپلاز حل شده‌اند. راه‌حل‌های مربوط به شرایط مناسب دورویه و مرزی، در ابتدا برای شرح رفتار گرمایی جامدات غیریکنواخت و رسانه‌ی متخلخل ارائه شدند. گذار دما و شار گرمایی در دامنه‌ی زمانی و از طریق وارونگی سریع لاپلاز بدست آمده است. سپس ما راه‌حل‌های بدست آمده با هر نظریه ی رسانایی گرمایی را به رسانه‌ی تک بعدی اعمال کردیم و رفتار گرمایی آن‌ها را مقایسه نمودیم. در نهایت، نقشه‌هایی برای تصویرسازی پاسخ‌های گرمایی مواد سلولی، مواد سلولی مدرج و سیستم‌های چند لایه ارائه گردید. برای مورد آخر، توجه خاصی به ارزیابی تأثیر مشخصه‌های کلیدی تعریف کننده‌ی رسانه‌ی مدرج مثل معایب پیوند لایه و غیریکنواختی ماده معطوف شده است.

We present a theoretical framework to study the thermal responses of one-dimensional multilayered systems, functionally graded solid media, and porous materials. The method for thermal analysis resorts to non-Fourier heat conduction theories including three-phase-lag, dual-phase-lag, and hyperbolic heat conduction. The graded media are modeled as multilayered systems displaying finite numbers of layers. For each homogenous layer, the differential equations of heat conduction describing the wave-like threephase- lag are solved in closed-form in the Laplace domain. Solutions accounting for proper interfacial and boundary conditions are first presented to describe the thermal behavior of heterogeneous solids and porous media. Transient temperature and heat flux are obtained in time domain via fast Laplace inversion. We then apply the solutions obtained with each heat conduction theory to one-dimensional media and compare their thermal behavior. Finally, maps are presented to visualize the thermal responses of cellular materials, functionally graded cellular materials, and multilayered systems. For the latter, particular attention is devoted to investigate the impact of key attributes defining graded media, such as layer bond imperfections and material heterogeneity.