بررسی انتقال حرارت هدایت غیر فوریه ای در شن با استفاده از مدل های بر پایه حساب کسری

در این مقاله، به بررسی هدایت حرارتی غیرفوریه در شن ریخته گری پرداخته شده است که درون یک جعبه قرار داشته و ناگهان تحت یک شار گرمایی لحظه ای قرار می گیرد. با توجه به ناکارآمدی مدل فوریه در مدل کردن رفتار این مساله به سبب وجود اختلاف انتقال حرارت بین فازهای شن و توانایی مدل های بر پایه حساب کسری در مدل کردن رفتارهای غیرعادی در مواد مختلف، در این مقاله از مدل های بر پایه حساب کسری استفاده شده که به تازگی وارد حوزه فیزیک شده اند. خواص ترموفیزیکی، شرایط مرزی و اولیه مساله معلوم است. مساله در یک الگوریتم سعی و خطا به منظور بدست آوردن مقادیر تاخیر زمانی و مرتبه کسری با استفاده از یک روش ضمنی گسسته سازی و حل شده است. نتایج نشان میدهند که مدل کسری استفاده شده برای شرایط فراپخشی و فروپخشی هیچ کدام به تنهایی قادر به مدل کردن انتقال حرارت در شن نیستند. همچنین می توان مشاهده نمود که در لحظات اولیه شرایط فروپخشی و در لحظات بعدی شرایط فراپخشی حاکم بر مساله می باشد. با بکارگیری همزمان مدل های فروپخشی و فراپخشی، نتایچ عددی حاضر توانسته اند داده های تجربی مربوط به توزیع دما درون جعبه را هم پوشانی کنند.

Keywords:

انتقال حرارت غیر فوریه , حساب کسری , مدل های کسری , مدل فروپخشی فرابخشی