بررسی عددی انتقال حرارت هذلولوی در یک جسم استوانه ای تحت تابش فوق سریع لیزر متحرک گاوسی

به دلیل تولید انرژی زیاد در عملیات گرمایی با دوره زمانی کوتاه که می توان آن را در بهبود کیفی مواد بوسیله لیزر یافت، مدل هدایت گرمای قدیمی فوریه دیگر معتبر نیست و مدل غیر فوریری آن که منجر به یک معادله هذلولوی می گردد، می بایست مورد استفاده قرار گیرد. در این مطالعه با استفاده از یک مدل سه بعدی انتقال حرارت غیر فوریری، یک کد کامپیوتری بر اساس روش المان محدود (fem) توسعه یافته است تا به مطالعه اثر لیزر در یک استوانه توپر تحت تابش غیر متقارن پرداخته شود. تپ لیزری که به لحاظ مکانی تابعیت گاوسی و به لحاظ زمانی تابعیت غیر گاوسی دارد، بر اساس قانون بیر به صورت یک چشمه گرمایی حجمی با کاهش توانی مدل شده است. اثر پارامترهای مختلف مانند زمان واهلش گرمایی، عدد بایوت، شعاع لیزر و دوره زمانی بررسی شده است. نتایج با مدل سنتی فوریه مقایسه گردیده است و تطابق خوبی را با حل تحلیلی در حالت چشمه گرمایی قابل انتگرال گیری، نمایش می دهد. نتایج نشان می دهد که در مدل غیر فوریری انتقال حرارت، دمای بیشینه، در نقطه زیر بیشینه تابش افزایش می یابد و آثار غیرفوریری انتقال گرما در دوره زمانی کوتاهتر و طول مشخصه کوچک تر، قوی تر می شود. به علاوه سرعت چشمه لیزری اثری خاص بر تغییرات دما ندارد.