حل تحلیلی دوبعدی میدان دما، تنش و جابجایی برای یک استوانه توخالی با شار حرارتی نامتقارن و زمانمند

Abstract

در این مقاله یک حل تحلیلی دو بعدی برای میدان دما، تنش و جابجایی ها در استوانه ای تو خالی ارائه شده است. در سطح بیرونی این استوانه ی تو خالی، شار حرارتی نا متقارن و وابسته به زمان اعمال شده است. همچنین این استوانه حامل سیال است و در سطح داخلی به صورت جابجایی، تبادل حرارت می کند. از روش جدا سازی متغیر ها برای بدست آوردن میدان دما استفاده شده است. همچنین توزیع تنش ها بوسیله تابع تنش حرارتی بدست می آید. سپس به کمک روابط تنش-کرنش و کرنش-جابجایی، مولفه های جابجابی بدست آمده اند. این استوانه به عنوان مدلی از لوله گیرنده‌ی کلکتور سهموی خطی در نظر گرفته شده است. با استفاده از حل تحلیلی، نتایج برای مدل واقعی موجود در نیروگاه خورشیدی شیراز در یک دوره دوازده ساعته که از شش صبح تا شش بعد از ظهر طول می-کشید به دست آمد. حل تحلیلی با استفاده از نرم افزار متلب برای نتایج عددی بکار گرفته شده است. همچنین نتایج برای اعتبارسنجی با روش المان محدود نرم افزار انسیس مقایسه شده است. در انتها به این نتیجه رسیدیم که اختلاف بوجود آمده بین نتایج حل تحلیلی و خروجی نرم افزار انسیس به علت عدم توانایی نرم افزار متلب در توانایی محاسبه دقیق توابع کلوین است.