حل عددی انتقال حرارت در یک محیط متخلخل در شرایط عدم تعادل حرارتی همراه با تولید گرما

بحث پیرامون ویژگی فازهای سیال و جامد، در بسیاری از جریان های غیر هم دما در محیط های متخلخل بسیار ضروری است. در پایان نامه حاضر اثر تغییر ناگهانی دما در مرز x=0 و همچنین اثر ترم تولید گرما بر ایجاد شرایط عدم تعادل حرارتی در یک محیط متخلخلِ نیمه بینهایت مورد بررسی قرار می گیرد. در غیاب جریان سیال، معادلات انرژی در حالت گذرا و در وضعیت عدم تعادل حرارتی محلی در حضور ترم تولید گرما، به عنوان معادلات حاکم مورد استفاده قرار می گیرند. معادلات حاکم جزئی در هر فاز بی بعد شده و سپس با استفاده از روش های عددی حل شده اند. برای محاسبه مشتقات جزئی روش اختلاف محدود فشرده و برای پیشروی در زمان، روش رانج کوتای مرتبه چهار بکار گرفته شده است. همچنین برای تست و معتبر سازی نتایجِ نرخ انتقال حرارت در زمان های خیلی دور و نزدیک، روش تقریبی اغتشاشات استفاده شده است. در هنگام کار با روش اغتشاشات معادلاتی ظاهر می شوند که برای حل آن ها روش عددی پرتابی بکار گرفته شده است. نرخ انتقال حرارت بین فازها در وضعیت های مختلف در قالب گراف های متنوع نشان داده شده است. نتایج نشان می دهند، اثر تغییر ناگهانی دما در مرز محیط و اثر ترم تولید گرما پس از گذشت زمان مهار شده و گرادیان های حرارتی هر دو فاز بر اثر ایجاد شرایط تعادل حرارتی محلی در یک مقدار ثابت بر هم منطبق خواهند شد. در این زمان گراف های گرادیان حرارتی با یک مقدار ثابت و شیب صفر به سمت بینهایت حرکت می کنند. همچنین با تعریف پارامترهای بی بعد و بررسی تغییرات آن ها، نتایج مختلفی در رفتار گرادیان های حرارتیِ فازها حاصل می شود، که به تفضیل آمده است.