دانلود رايگان

بررسي عددي انتقال حرارت ليزري در يك ميكروفيلم سه بعدي با معادلات تأخير فاز دوگانه

انتقال حرارت در ابعاد ميكرو با پاسخهاي زماني كوتاهتر از نانوثانيه بايد با دقت بيشتري بررسي شود، زيرا در انتقال حرارت در مقياس ميكرو ابعاد فيزيكي از نظر بزرگي در حدود مسير آزادمتوسط است و در نتيجه زمان پاسخ براي انتقال گرما در حدود زمان آزاد متوسط ميباشد. براي بررسي انتقال حرارت در گرمايش ليزري يك ميكروفيلم، با استفاده از معادله انتقال حرارت سه بعدي تأخير فاز دوگانه، يك حل عددي بر اساس روش اختلاف محدود صريح بكار گرفته شده و آناليز پايداري براي انتخاب گام زماني با استفاده از روش ون-نيومن انجام شده است. اثر ليزر متحرك با سرعت ثابت اعمال شده به جسم به صورت يك منبع انرژي حجمي كه تابع مكان و زمان است مدل شده و جنس ميكروفيلم مورد بررسي فلز طلا مي باشد. سپس با مقادير خاص تاخير زماني دما و شار حرارتي نتايج توزيع دما و عمق نفوذ براي مدل هاي پارابوليك (كلاسيك ديفيوژن) و هايپربوليك انتقال حرارت محاسبه واين نتايج با نتايج متناظر مدل تاخير فاز دوگانه مقايسه شده است. سطح دماي به دست آمده از حل عددي مدل پارابوليك بزرگتر از مدل هايپربوليك و مدل هايپربوليك نيز بزرگتر از مدل تاخير فاز دوگانه مي باشد، اما عمق نفوذ شار حرارتي اعمال شده به سطح جسم در مدل پارابوليك كمتر از مدل هايپربوليك و هايپربوليك نيز كمتر از مدل تاخير فاز دوگانه مي باشد.