بررسی تحلیلی انتقال حرارت پایای هدایتی نامتقارن در استوانه های کامپوزیتی به روش جداسازی متغیرها

در مطالعه حاضر مسیله انتقال حرارت دوبعدی نامتقارن در یک استوانه کامپوزیتی چندلایه به صورت تحلیلی بررسی شده است. شرایط مرزی درنظر گرفته شده در کلی ترین حالت (خطی) ممکن قرار دارد که می تواند تمامی مکانیزم های جابه جایی، هدایت و تشعشع را دربر گیرد. الیاف تحت زاویه مشخصی به دور استوانه پیچیده شده اند، به نحوی که زاویه الیاف و جنس مواد کامپوزیتی به کار رفته شده می تواند لایه به لایه تغییر کند. معادلات حاکم بر هدایت اورتوتروپیک استخراج گردیده و سپس با استفاده از روش دقیق جداسازی متغیرها، سری توزیع دما در هر لایه به دست آمده است. با اعمال شرایط مرزی کلی داخلی و بیرونی استوانه و همچنین برقراری شرایط پیوستگی دما و شار حرارت در مرز بین هر جفت از لایه ها، سه دستگاه معادلات مستقل برای به دست آوردن ضرایب مجهول سری دما ساخته شده اند. با استفاده از روابط توابع متعامد و الگوریتم توماس، این دستگاه های معادلات حل شده و روابطی بازگشتی و تحلیلی برای محاسبه ضرایب مجهول ارایه گردیده است. تاثیر پارامترهای طراحی، زاویه الیاف و جنس لایه ها روی توزیع دما،با استفاده از دو مثال عملی شامل شرایط مرزی پیچیده، بررسی و مقایسه شده است.