حل مسئله تابش-نفوذ دوجزئی گذرا در فشارهای پایین بین دو صفحه تخت در یک محیط خاکستری

Abstract

در این مقاله یک مسئله تابش-نفوذ دوجزئی گذرا بازمان به‌صورت عددی حل شده است. هدف از حل این مسئله بررسی تأثیر چگالی گاز جاذب تابشی در فشارهای پایین روی توزیع دمای محیط برحسب مکان و زمان و میزان انتقال حرارت از محیط تابشی برحسب زمان، در دو حالت تعادل تابشی و دمای ثابت محیط است. به‌منظور حل مسئله تابش از روش جهات مجزای تصحیح‌شده و برای حل مسئله نفوذ گذرا بازمان از روش ضمنی حجم محدود استفاده شده است. مسئله در دو حالت گذرا و پایا مورد تحلیل قرار گرفت و مشاهده شد که تأثیر زمانی چگالی باعث تأثیر زمانی در توزیع دمای محیط با تعادل تابشی شده و این تأثیر در حالات با ضریب جذب جرمی 1 و 10 قابل صرف‌نظر کردن نیست. همچنین به علت در نظر گرفتن ضریب نفوذ به‌صورت تابعی از دما، اتصال مسئله نفوذ با تابش، منجر به وابستگی چگالی جزء جاذب به دما شده است به‌گونه‌ای که از تأثیرات چگالی برحسب دما نمی‌توان صرف‌نظر کرد. تحلیل مسئله نشان می‌دهد که اگرچه برای بازه‌های زمانی در نظر گرفته‌شده، معادله تابش به شکل پایا حل می‌شود اما نمی‌توان از تأثیر زمانی آن به‌واسطه تغییرات چگالی گاز جاذب در فشارهای پایین صرف‌نظر کرد. با تحلیل مسئله مشخص شد که تأثیرپذیری دمایی چگالی در حالت تعادل تابشی نسبت به ضریب نفوذ بیشتر است. این تأثیر در ضرایب جذب جرمی 1 و 10 مشهود بوده و اهمیت در نظر گرفتن تابعیت ضریب نفوذ برحسب دما را تأکید می‌کند.