طراحی معکوس محفظه های تابشی با توزیع چشمه داخلی و سطح طراحی پخشی-غیرخاکستری

در این مقاله، طراحی معکوس با استفاده از یک روش بهینه سازی برای تعیین توزیع چشمه حرارتی نامعلوم در یک محفظه تابشی دوبعدی، به منظور تولید توان صدور و شار حرارتی مطلوب روی سطح طراحی پخشی-غیرخاکستری مورد مطالعه قرار می گیرد. محیط محفظه، جذب کننده-صادرکننده بوده و ضریب صدور سطح طراحی نسبت به طول موج متغیر فرض می شود. ضریب صدور در هر فاصله کوچک طول موج ثابت فرض می شود و مسئله مستقیم با استفاده از روش جهت های مجزا، روی هر فاصله طول موج حل می گردد. شار حرارتی کلی در هر المان سطح، از حاصل جمع شارهای حرارتی بر روی تمامی طول موج ها به دست می آید. از روش بهینه سازی گرادیان مزدوج، برای حل مسئله معکوس و کمینه کردن یک تابع هدف مناسب استفاده می شود. تابع هدف به صورت مجموع مربعات تفاضل شار حرارتی مطلوب و شار حرارتی محاسبه شده بر روی سطح طراحی تعریف می گردد و ماتریس حساسیت با مشتق گیری از معادله انتقال تابش نسبت به متغیرهای مجهول محاسبه می شود. نتایج حاصل از حل برای دو مسئله نمونه در دو حالت سطح طراحی خاکستری و غیرخاکستری با یکدیگر مقایسه می شوند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که توزیع چشمه حرارتی با توجه به شار حرارتی مطلوب تعیین شده بر روی سطح طراحی به خوبی و در بازه مناسبی از دقت بازیابی می شود.