تحليل تنش حرارتي در بلور ميله‌اي نئوديم ياگ تحت دمش طولي به‌صورت پالسي با در نظر گرفتن تئوري انتقال حرارت هدايت غيرفوريه

Thermal stress analysis of Nd:YAG rod crystal under pulsed end-pumping considering Non-Fourier heat transfer

در اين مقاله ابتدا به بررسي توزيع دما يك بلور ميله‌اي نئوديم ياگ در تئوري انتقال حرارت هدايت غير كلاسيك به روش المان محدود پرداخته‌شده و سپس تنش‌ها براي حالتي كه منبع دمشي به‌صورت تك پالس مستطيلي اعمال مي‌شود در توان‌هاي ورودي مختلف محاسبه گرديده است. نتايج بدست آمده در دو تئوري غيركلاسيك و كلاسيك باهم مقايسه شده‌اند. ميزان دما و تنش به‌دست‌آمده از تئوري غيرفوريه كمتر از تئوري فوريه است. اين پديده با بررسي سرعت انتشار گرما و نسبت زمان آسايش به زمان اعمال پالس توجيه مي‌گردد. به دليل بينهايت فرض شدن سرعت انتشار گرما در تئوري انتقال حرارت فوريه، هنگامي‌كه بلور تحت دمش تك پالس قرار مي‌گيرد، كل گرماي داده‌شده ناشي از دمش در آن ذخيره مي‌گردد. اما در تئوري غيركلاسيك، سرعت انتشار گرما محدود فرض مي‌شود، درنتيجه هنگامي‌كه بلور تحت دمش تك پالس قرار مي‌گيرد، در نسبت زمان‌هاي آسايش قابل‌توجه، به دليل پالسي بودن گرماي اعمال‌شده، مقدار كمتري از نرخ گرماي اعمال‌شده در بلور ذخيره مي‌گردد (صرف افزايش دما مي‌شود). بنابراين دما و تنش بيشينه محاسبه‌شده در مدل كلاسيك بيشتر از مدل غير كلاسيك مي‌باشد. درنتيجه مدل فوريه تنش‌هاي حرارتي بزرگ‌تري را پيش‌بيني مي‌نمايد.