دانشگاه صنعتی اصفهان

 دانشکده مهندسی مکانیک

پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

عنوان:

بهینه ­سازی خواص تشعشعی لایه ­های نازک

استاد راهنما:

دکتر احمد صابونچی

 

فهرست مطالب:

فهرست مطالب………………………………………………….. شش

فهرست اشکال………………………………………………….. هشت

فهرست جداول………………………………………………….. شانزده

فهرست علائم و نمادها………………………………………… هجده

چکیده…………………………………………………………….. 1

فصل اول: مقدمه…………………………………………………. 2

1-1  پیشگفتار……………………………………………………. 2

1-2  خنک کاری تشعشعی…………………………………….. 4

1-3  آینه های حرارتی………………………………………….. 5

1-4  تعریف مسئله……………………………………………… 5

1-5  اهداف پژوهش…………………………………………….. 6

1-6  روش انجام پژوهش………………………………………… 6

فصل دوم: مروری بر کارهای انجام شده ……………………….7

2-1  کارهای انجام شده قبلی…………………………………. 7

فصل سوم: محاسبه خواص تشعشعی لایه های نازک……. 24

3-1  ضریب شکست و بردار موج مختلط………………………. 24

3-2  پولاریزاسیون s و p…………………………………………

3-3  محاسبه خواص تشعشعی سطح مشترک دو محیط ….25

3-4  محاسبه خواص تشعشعی یک لایه ضخیم……………. 27

3-5    محاسبه خواص تشعشعی یک لایه نازک……………. 29

3-6  محاسبه خواص تشعشعی یک ساختار چند لایه…….. 31

3-6-1 پلاریزاسیون s …………………………………………..

3-6-2 پلاریزاسیون p…………………………………………..

3-7  محاسبه خواص تشعشعی یک ساختار چند لایه شامل یک لایه ضخیم…34

فصل چهارم: مدلسازی و روش بهینه سازی…………………. 37

4-1  خنک کاری تشعشعی……………………………………. 37

4-2  آینه های حرارتی…………………………………………… 42

4-3  ضریب جذب ماکزیمم در محدوده تشعشع خورشید …….43

4-4  ضریب عبور ماکزیمم در محدوده تشعشع خورشید…….. 43

4-5  ضریب بازتاب ماکزیمم در محدوده تشعشع خورشید….. 44

4-6  روش بهینه سازی………………………………………….. 44

4-6-1 الگوریتم ژنتیک……………………………………………. 44

4-6-2 روش عملیات حرارتی شبیه سازی شده…………….. 46

فصل پنجم: ارائه و تحلیل نتایج …………………………………49

5-1  اعتبارسنجی محاسبات………………………………….. 49

5-2  خنک کاری تشعشعی…………………………………….. 53

5-2-1 خنک کاری در طول روز…………………………………….. 53

5-2-2 خنک کاری در شب……………………………………….. 68

5-2-3 خنک کاری با استفاده از مواد با قابلیت انحلال در آب… 76

5-3  آینه های حرارتی……………………………………………. 81

5-3-1 لایه ضخیم SiO_{2…………………………………………..}

5-3-2 لایه ضخیم BaTiO₃ ……………………………………….

5-4  ضریب جذب ماکزیمم در محدوده تشعشعی خورشید…. 97

5-4-1 ضریب جذب ماکزیمم سلولهای خورشیدی لایه نازک… 101

5-5  ضریب بازتاب ماکزیمم در محدوده تشعشعی خورشید …103

5-6  ضریب عبور ماکزیمم در محدوده تشعشعی خورشید ….104

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهاد…………………………. 105

6-1  نتیجه گیری………………………………………………… 105

6-2  پیشنهاد برای پژوهش های آتی………………………… 106

پیوست 1: نحوه محاسبه خواص تشعشعی به کمک نظریه الکترودینامیک……108

پ1-1 معادلات مکسول……………………………………………..108

پ1-2 معادله موج…………………………………………………..110

پ1-2-1    فرض هدایت الکتریکی صفر……………………………110 

پ1-2-2    فرض هدایت الکتریکی غیر صفر……………………….113

پ1-3 بردار پویینتینگ………………………………………………..114

پ1-4 محاسبه خواص تشعشعی سطح مشترک دو محیط………117

پ1-4-1    پلاریزاسیون s………………………………………………

پ1-4-2    پلاریزاسیون p……………………………………………

پ1-5 محاسبه خواص تشعشعی یک ساختار چند لایه……….123

پ1-5-1    پلاریزاسیون s…………………………………………..

پ1-5-2    پلاریزاسیون p…………………………………………..

پیوست 2: نمودارهای خواص تشعشعی ساختارهای بهینه… 130

پ2-1-نمودارهای ساختارهای بهینه خنک کاری در روز………. 130

پ2-2-نمودارهای ساختارهای بهینه خنک کاری در شب…….144

پ2-3-نمودارهای ساختارهای بهینه آینه حرارتی…………….. 150

پ2-4-نمودارهای ساختارهای بهینه با ضریب جذب بالا ……….156

 مراجع …………………………………………………………….. 162

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید