طراحی معکوس مرزی انتقال حرارت بین دو صفحه موازی با جابجایی اجباری مغشوش وتابش محیط شفاف

در این پایان نامه طراحی مرزی معکوس محفظه دو بعدی تشکیل شده از دو صفحه موازی با جابجایی اجباری و تابش بررسی می شود. مسئله شامل پیدا کردن توزیع شارحرارتی روی سطح گرمکن است، به طوری که هر دو مشخصه دما وشار حرارتی یکنواخت تعیین شده روی سطح طراحی ارضاء شوند. محیط بین دو صفحه موازی به عنوان محیط شفاف با رژیم حریان آشفته کاملاً توسعه یافته در نظر می شود. تمام خواص فیزیکی سیال ثابت فرض می شوند، اما گردابه آشفته جریان ثابت نیست. همچنین صفحات موازی دارای خواص تابشی ثابت هستند و جذب کننده و صادرکننده های خاکستری اند. برای حل مسئله انتقال حرارت حابجایی اجباری از روش حجم های محدود استفاده شده است، که در آن پروفیل سرعت و گردابه آشفته جریان از معادله های نیمه تجربی بدست می آیند. مسئله انتقال حرارت تابشی در محیط شفاف با استفاده از روش تابش خالص برای محفظه ها حل می شود. مسئله مستقیم شامل انتقال حرارت جابجایی و تابش مرزی است که به وسیله شرایط مرزی با هم ترکیب می شوند. مسئله معکوس با استفاده از روش گرادیان مزدوج برای پیدا کردن شار حرارتی گرمکن از طریق بهینه کردن تابع هدف حل می شود. تابع هدف بر اساس مجموع اختلاف مربعات بین شارهای حرارتی روی سطح طراحی قرار دارد و مولفه های ماتریس حساسیت برای استفاده در روش گرادیان مزدوج از روش مقدار مرزی محاسبه می گردد. بمنظور اعتبارسنجی حل معکوس ابتدا حل معکوس با مسئله مستقیم از طریق بازسازی معکوس مقایسه شده و در نهایت مسئله طراحی معکوس مرزی برای دو شرط مرزی گرمایی تعیین شده روی سطح طراحی بررسی می شود و توزیع شار حرارتی روی سطح گرمکن بدست می آید.