مقایسه مدل های خاکستری و مجموع وزنی گازهای خاکستری بر پایه خط طیف در طراحی معکوس چشمه های حرارتی در محیط های غیرخاکستری

Abstract

در این مطالعه تخمین توزیع مجهول چشمه­های گرمایی توسط یک روش بهینه­سازی انجام می­شود به طوری که شرایط مطلوب حرارتی (دما و شار گرما) بر روی سطح طراحی ایجاد گردد. محیط مورد بررسی یک محیط غیرخاکستری، جذب­کننده-صادرکننده و غیرپخشی بوده که در حالت تعادل تابشی قرار دارد. روش جهت­های مجزا برای حل معادله انتقال تابش استفاده می­گردد. به منظور شبیه­سازی تابش در محیط­های غیرخاکستری، از دو مدل خاکستری و مجموع وزنی گازهای خاکستری بر پایه خط طیف استفاده می­شود. مسأله معکوس از طریق کمینه کردن یک تابع هدف و توسط روش بهینه­سازی گرادیان مزدوج حل می­شود. به منظور اثبات توانایی روش پیشنهاد شده برای دستیابی به شرایط مطلوب حرارتی، چندین مثال با ترکیب­های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. هر چند مدل خاکستری یک روش سریع به حساب می­آید، این روش دارای خطای زیاد بوده و نتایج آن به هیچ وجه قابل اعتماد نمی­باشند. در مقایسه با مدل خاکستری، روش مجموع وزنی گازهای خاکستری بر پایه خط طیف دارای دقت قابل قبول بوده که روشی کارآمد و قدرتمند در احتساب اثرات غیرخاکستری محیط می­باشد.