نام پژوهشگر: مجتبی باغبان
مجتبی باغبان سیروس آقانجفی
تخمین خصوصیت حرارتی مجهول و یا تعیین شرایط مرزی مطلوب، از جمله مسائلی است که به کمک آنالیز معکوس انجام می شود. حل معکوس انتقال حرارت تشعشع-هدایت یکی از این مسائل است که به علت کاربرد وسیع در علوم مهندسی، توجه محققین را به خود جلب کرده است. محیط واسط در اغلب این کاربردها، غیر شفاف است به گونه ای که شدت و جهت پرتوی تشعشعی ورودی به آن، ناشی از جذب و صدور ذرات و نیز پراکندگی تغییر می کند. در این مطالعه به حل معکوس مسأله انتقال حرارت هدایت-تشعشع در یک محفظه دو بعدی با محیط جاذب، صادر کننده و با پراکندگی ایزوتروپیک پرداخته شده است تا به کمک آن ضریب صدور دیواره، ضریب جذب محیط و دمای دیواره تخمین زده شوند. حل مستقیم معادله انتقال حرارت تشعشعی به کمک روش مختصات مجزا، s_4، و روش حجم محدود انجام شده است. معادله انرژی توسط روش حجم محدود گسسته شده است. از یک روش ترکیبی در حل مسأله استفاده شده است. در این روش ترکیبی حل معکوس در دو قسمت انجام شده است. در قسمت اول به کمک روش الگوریتم ژنتیک، جواب ها با دقت قابل قبولی پیدا شده اند. این جواب ها به عنوان حدس اولیه در مرحله دوم بکار گرفته شده اند. در این مرحله با استفاده از روش گرادیان مزدوج یا روش لونبرگ-مارکوارت جواب-های نهایی محاسبه شده اند. دیده می شود این روش علاوه بر زمان حل کم، توانایی بالایی در تخمین پارامترهای مجهول دارد. نتایج دال بر این است که ترکیب روش الگوریتم ژنتیک با روش گرادیان مزدوج نسبت به روش ترکیبی الگوریتم ژنتیک-لونبرگ-مارکوارت سریع تر به جواب می رسد. به منظور بررسی دقت حل، سه نوع مسأله حل شده است. در مسأله نوع اول، ضریب صدور دیواره تابعی با ضرایب مجهول از دمای دیواره بوده و باید تخمین زده شود. در مسأله نوع دوم، ضریب جذب محیط تابع مجهولی از دمای محیط فرض شده است. در مسأله نوع سوم به طور هم زمان دمای دیواره و ضریب صدور دیواره تخمین زده شده اند. اثر خطای محاسباتی بر دقت حل مسأله، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاکی از توانایی بالای روش در تخمین پارامترهای مجهول مسأله است. مشاهده می شود که تخمین ضریب صدور دیواره و ضریب جذب محیط نسبت به دمای دیواره بیشتر به خطای اندازه گیری حساس اند. همچنین این حساسیت در تخمین ضریب جذب بیشتر دیده می شود. با این وجود برخلاف برخی از مطالعات، الگوریتم توانایی مناسبی در تخمین ضریب صدور دارد.