بخشی از مقاله
چکیده
حل تحلیلی معادله رسانش گرمای چند بعدی برای حالت آنیزوتروپ، دشوار است، اما رسانندگی گرمایی در مواد آنیزوتروپ کاربردهای مهم بسیاری در شاخههای گوناگون از جمله آستروفیزیک و علوم مهندسی دارد. نرم افزار Flex PDE قادر است معادلات با درجات بالا و سیستمهای غیرخطی دشوار را حل کند در این مقاله یک مدل غیر خطی - MHD - وابسته به زمان بررسی شده است. پلاسماهای آستروفیزیکی دارای آنتروپی پایین هستند و با گذر زمان آنیزوتروپیک شده و وابسته به میدان مغناطیسی میشوند یعنی این پلاسماها باید تحت نیروهای بازدارنده مغناطیسی - موافق - باشند تا بتوانند راندمان بالایی داشته باشند و هدایت آنیزوتروپیک بر اندازهی خلا مغناطیس حاصل از جدایش تاثیر میگذارد.
سیالات کرایوژنیک به زمان مورد نظر برای نگهداری و شرایط استفاده از آن بستگی دارد و هیدروژن دارای کمترین وزن مولکولی در ترکیب با یک اکسید کننده مانند اکسیژن مایع به 500،5 درجه فارنهایت میرسد. هیدروژن مایع، بالاترین کارآیی نسبت به مقدار سوخت مورد نیاز از هر رگولاتور شناخته شده را دارد، بنابراین از این نظر بهترین سوخت برای فضاپیماها است. هر چه اتم را به زمان پیدایش آن نزدیکتر کنیم میتوانیم انرژی بیشتری از آن دریافت کنیم. با جدایش و متمرکز کردن هسته، الکترونها به دلیل سبکبودن انرژی را بهتر انتقال میدهند.
اگر اتمهای سوخت مورد نظر را تحت میدانهای مغناطیسی - خلا - در لحظهی اغتشاش قرار دهیم و در آن زمان شرایط اتم مورد نظر را ثابت نگه داریم در این حالت اتم مورد نظر در بالاترین سطح الکترون خواهی قرار داشته و از این رو فرآیند اکسیده شدن سوخت راندمان بالاتری خواهد داشت همهی این فرآیندها در پالس زمانی بسیار کوچک انجام میشود.
مقدمه
پلاسماهای آستروفیزیکی برای انتقال آنیزوتروپیکی وابسته به میدان مغناطیسی و انتشار ذرات هستند، این اثر با تقویت معادلات MHD کاهش مییابد. در یک پلاسمای مغناطیسی فرآیند چون در میدان مغناطیسی انجام میپذیرد، آنیزوتروپیک است. در پلاسماهای بهطور کامل یونیزه شده الکترونها، به علت سبکتر بودن نسبت به پروتونهایی که علاقهمند به عدم انتشار هستند، حرارت را بسیار سریعتر انتقال میدهند.
در برخی مواقع، مدت زمان اتصال دو قطبی طولانیتر از زمان پخش الکترونها است، این حالت باعث ناپایداری حرارتی بین یونها و الکترونها میشود. نوسانات دمای الکترونها به نوسانات دمای یون وابسته نیست. این فرآیندها عمدتا از نظر فیزیک عددی با چند استثناء نادیده گرفته شده است. در محیط میان خوشهای نشان داده شده است که یونها و الکترونها در تعادل حرارتی کامل نیستند. - Chièze et al, 1998; Courty and Alimi, 2004; Rudd and Nagai, 2009; Wong and Sarazin, 2009; . - Gaspari and Churazov, 2013 ناپایداریهای حرارتی و مگنتوهیدرودینامیک به دلیل ماهیت ناهمسانگردی - آنیزوتروپی - رسانا شکل میگیرد .
- Balbus, 2000; Parrish et al, 2008 - هدایت آنیزوتروپیک در - - ISM برشکل هندسی و اندازه توده ابر مولکولی تاثیر می گذارد . - Koyama and Inutsuka, 2004 - به رغم انتقاد و نقص فنی اولیه، هیدروژن مایع به عنوان یکی از مهمترین دستاوردهای فنی ناسا شناخته شده است. هیدروژن دارای کمترین وزن مولکولی شناخته شده و سوختگی با شدت زیاد 500 - ،5 درجه فارنهایت - است. در ترکیب با یک اکسید کننده مانند اکسیژن مایع، هیدروژن مایع، بالاترین کارآیی نسبت به مقدار سوخت مورد نیاز از هر رگولاتور شناخته شده دارد.
از آنجا که اکسیژن مایع و هیدروژن مایع هر دو گازهای فریزر هستند که فقط در دماهای بسیار پایین قابل مایع میشوند، آنها انرژی عظیمی را ایجاد میکنند. هیدروژن مایع باید در منهای 423 درجه فارنهایت نگهداری شود و با مراقبت شدید به کار رود. برای جلوگیری از تبخیر یا جوشاندن، راکتهایی که از هیدروژن مایع پرورده میشوند، باید از تمام منابع گرما، از جمله اگزوز موتور موشک و اصطکاک هوا در حین پرواز از طریق جو، با دقت عایق بندی شوند.
هنگامیکه وسیله نقلیه به فضا می رسد، باید از حرارت تابشی خورشید محافظت شود. وقتی هیدروژن مایع گرما را جذب میکند، به سرعت گسترش مییابد؛ بنابراین، تهویه لازم برای جلوگیری از انفجار مخزن ضروری است. فلزات در معرض هیدروژن مایع شکننده میشوند . - Dunbar and Zona, 2010 - بی ثباتی حرارتی با هدایت حرارتی آنیزوتروپی را مورد بررسی قرار دادند - - choi and stone, 2012 - . - Prateek Sharma et al, 2009 اثر هدایت آنیزوتروپیک بر بی ثباتی حرارتی در ISM را مورد بررسی قرار دادند.
- Luo and Melrose, 2006 - توربولانس ضعیف آنیزوتروپی را در پلاسماهای آستروفیزیکی مورد مطاالعه قرار دادند. - Hanasz and Lesch,2003 - ، - - parrish and stone,2005، - Rasera and Chandran, 2008 - روشهایی برای هدایت و انتشار آنیزوتروپی در آستروفیزیک را ارائه دادند. آلوارز و همکارانش یک روش عددی خلاقانه برای معادلات پلاسمای چندگانه، با استفاده از معادلات کامل ماکسول ارائه دادند که در آن یک طرح ضمنی یکپارچهسازی زمان برای میدان مغناطیسی با مقیاس مناسب در تمام سرعتها - فروصوت ، فراصوت - نمایش دادند.
. - Alvarez Laguna et al ,2018 - ناپایداری حرارتی آنیزوتروپیک در محیطهای آستروفیزیکی مهم هستند، حداکثر مقدار میدان مغناطیسی را محدود میکند در حالی که یک جریان آنیزوتروپیک یونیزه شده چگالی کم میتواند حفظ شود . - Ismayilli et al, 2018 - ناپایداری مغناطیسی بهعنوان عامل افزایش سرعت در دیسکهای به اندازه یونیزه شدهی آستروفیزیکی نقش مهمی را ایفا میکند - . - Gareth C. et al 2015رویکرد جدید پس از مقایسه راهحلهای به دست آمده با روش عددی و راهحل دقیق صورت گرفته است. روش - AGM - کارآمد است و دقت کافی در مقایسه با سایر روشهای نیمه تحلیلی و عددی دارد.
علاوه بر این، نتایج نشان میدهد که AGM میتواند با استفاده از روشهای دیگر در مشکلات غیرخطی با غیرخطی بالا مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، مسائل همگرایی برای حل معادلات غیرخطی با استفاده از AGM به نظر کوچک میآیند.در شبیه سازی از نرم افزار Flex PDE که یک نرمافزار مدلسازی مبتنی بر روش المان محدود به صورت کدنویسی و یک حلگر عددی میباشد استفاده کردیم.
