خريد بک لينک
رزرو آنلاين هتل خارجي
خريد سکه سوکر استار ارزان
دانلود زیرنویس فارسی
رزرو آنلاين هتل خارجي
بسکتبال
فلنج
فی چند
<-BloTitle->
<-BloText->

عضویت در سایت
اطلاعات کاربری
نام کاربری :
رمز عبور :
تکرار رمز :
ایمیل :
نام اصلی :
ادرس سایت یا وبلاگ : http://
سال تولد:
جنسیت :
وضعیت تاهل :
کشور : (کشور محل سکونت)
شهر :
آیدی یاهو :
کد امنیتی : *

آخرین ارسال های انجمن
عنوان پاسخ بازدید توسط
<-TalarTitle-> <-TalarSub-> <-TalarHit-> <-Talarwriter->

مدلسازی و بهبود خواص تشعشعی لایه های نازک با الگوریتم ژنتیک و سیمولیت

هدف از این پایان نامه مدلسازی و بهبود خواص تشعشعی لایه های نازک با الگوریتم ژنتیک و سیمولیت می باشد

دانلود مدلسازی و بهبود خواص تشعشعی لایه های نازک با الگوریتم ژنتیک و سیمولیت

لایه های نازک
آینه های حرارتی 
خواص تشعشعی
خنک کاری تشعشعی
خواص تشعشعی لایه های نازک
انتقال حرارت تشعشعی در ابعاد نانو
بهینه سازی خواص تشعشعی لایه های نازک
محاسبه خواص تشعشعی لایه های نازک
دسته بندی مکانیک
فرمت فایل doc
حجم فایل 2655 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 205

دانلود پایان نامه كارشناسی ارشد مهندسی مكانیك گرایش تبدیل انرژی

مدلسازی و بهبود خواص تشعشعی لایه های نازک با الگوریتم ژنتیک و سیمولیت

 
 
 
 
 
 
 
چکیده
پوشش با لایه های نازک نقش بسیار مهمی در صنایع نیم رسانا ها و تجهیزات میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک دارد. با اضافه کردن یک لایه  نازک به سطح به علت تداخل امواج الکترومغناطیسی، خواص تشعشعی سطح کاملا متفاوت خواهد بود. در این پروژه با استفاده از روش های الکترومغناطیسی، خواص تشعشعی یک ساختار چندلایه  نازک محاسبه می شود و با استفاده از الگوریتم ژنتیک و عملیات حرارتی شبیه سازی شده، خواص چنین ساختاری با تغییر جنس و ضخامت لایه ها با توجه به مسائل کاربردی بهینه سازی می شود.
 
یکی از مسائل مورد بررسی در این پروژه خنک کاری تشعشعی است. مشخص شده که در صورتیکه رطوبت بالا نباشد جو زمین در بازه  8 تا 13 میکرومتر به صورت یک چاه حرارتی عمل می کند و درنتیجه در صورت استفاده ازیک پوشش انتخابگر، به گونه ای که تبادل انرژی را به این بازه محدود کند می توان بدون مصرف انرژی خنک کاری انجام داد. استفاده از پوشش هایی که امکان خنک کاری تحت تابش مستقیم نور خورشید را مهیا کنند تا کنون به صورت یک چالش باقی مانده است. در این پروژه تعدادی پوشش معرفی شده، که به کمک آن ها امکان خنک کاری جزئی در حد 2 تا 3 درجه ی سانتیگراد، تحت تابش مستقیم نور خورشید وجود دارد. همچنین تعداد زیادی پوشش بهینه برای خنک کاری در شب معرفی شده است. به علاوه ایده ی استفاده از پتاسیم بروماید پوشش داده شده از دو طرف به عنوان یک پوشش بسیار مناسب برای خنک کاری در شب برای اولین بار مطرح شده است. افت دما با استفاده از چنین پوششی حدود 123% افزایش خواهد داشت.همچنین ساختارهای بهینه جهت کاربرد به عنوان آینه  حرارتی معرفی شده است. ضمن اینکه BaTiO3 به عنوان یک آینه  حرارتی بسیار مناسب، برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفته است.
 
 
 
کلمات کلیدی:
انتقال حرارت
لایه های نازک
آینه های حرارتی 
خواص تشعشعی
خنک کاری تشعشعی
انتقال حرارت تشعشعی در ابعاد نانو
 
 
 
تعریف مسئله
در پژوهش حاضر خواص تشعشعی یک ساختار چندلایه با تغییر دادن جنس لایه ها، ترتیب چینش لایه ها، ضخامت لایه ها و تعداد لایه ها بهینه سازی می شود. بهینه سا زی با توجه به مسائل کاربردی و در یک یا چند بازه  طول موج انجام خواهد شد.
در پروژه  حاضر ساختارهای بهینه جهت کاربرد در خنک کاری تشعشعی و آینه های حرارتی معرفی خواهد شد. همچنین ساختار های لایه نازک با ضرایب جذب، بازتاب و عبور ماکزیمم در محدوده  تشعشع خورشید معرفی خواهد شد. چنین ساختارهایی می توانند در کلکتور های خورشیدی، سلول های خورشیدی و آب گرمکن های خورشیدی کاربرد داشته باشند.
 
1-5 اهداف پژوهش
اهداف این مطالعه عبارتند از:
1- محاسبه  خواص تشعشعی یک ساختار چندلایه  نازک
2- معرفی پوشش های لایه نازک بهینه برای کاربردهای متنوع با در نظر گرفتن محدوده  وسیعی از مواد مختلف
3- ارائه ی یک بررسی تئوری جامع در مورد خنک کاری تشعشعی و استفاده از پوشش های لایه نازک به عنوان پوشش جابه جایی 
4- معرفی پوشش های بهینه جهت خنک کاری تشعشعی در روز و شب
5- معرفی ساختارهای بهینه جهت کاربرد به عنوان آینه  حرارتی
1-6 روش انجام پژوهش
 
در این پروژه بهینه سازی با استفاده از دو روش الگوریتم ژنتیک  و عملیات حرارتی شبیه سازی شده  انجام خواهد شد. خواص تشعشعی ساختار های چند لایه  نازک با استفاده از روش های الکترومغناطیسی محاسبه می شود. پس از نوشتن کد محاسباتی و وارد کردن ضرایب شکست و استهلاک  مواد مختلف مدل محاسبه  خواص یک ساختار چند لایه نازک تهیه می شود. سپس با تعریف یک تابع هدف بر اساس فیزیک مسئله، بهینه سازی به کمک 2 روش یاد شده انجام می شود.در فصل دوم برخی از پژوهش های قبلی انجام شده، مرور می شود. در این فصل مهم ترین پژوهش های تجربی و تئوری انجام شده در زمینه  خنک کاری تشعشعی و آینه های حرارتی شرح داده می شود. در فصل سوم نحوه  محاسبه  خواص تشعشعی برای یک ساختار چندلایه مورد بحث قرار می گیرد. مدلسازی فیزیکی مسائل به همراه روش بهینه-سازی در فصل چهارم مورد مورد بحث قرار می گیرد و تابع هدف برای هر مسئله معرفی می شود. نتایج بهینه سازی به همراه کلیه  پوشش های بهینه در فصل پنجم آورده شده است. در فصل ششم نتیجه گیری و جمع بندی نهایی نتایج همراه با ارائه پیشنهادهایی ارائه شده است.
 
 
 
 
فهرست مطالب
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 25
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 31
3-6-2 پلاریزاسیون p 33
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 SiO2 82
5-3-2 لایه ضخیم BaTiO3 88
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......... ......................................................................................................................................117
پ1-4-2 پلاریزاسیون p......... ......................................................................................................................................120
پ1-5 محاسبه خواص تشعشعی یک ساختار چند لایه....... .......................................................................................123
پ1-5-1 پلاریزاسیون s......... ......................................................................................................................................123
پ1-5-2 پلاریزاسیون p...............................................................................................................................................127
 

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
 
 
فهرست اشکال
شکل ‏1 1-  یک ساختار چندلایه 3
شکل ‏1 2-  تشعشع خورشید (سمت چپ) و تشعشع آسمان و مقایسه آن با توزیع پلانک 288.1 K (سمت راست) 4
شکل‏2 1– ضریب بازتاب اندازه گیری شده ساختار SiO/Al/Glass برای ضخامت 0.8 μm ، (خط چین پایین) 1 μm (خط پر رنگ) و 1.2 μm (خط چین پایین) از لایه SiO 10
شکل ‏2 2 – ضریب بازتاب ساختار Si3N4/Al/Glass 11
شکل ‏2 3- نمودار   و   برحسب ضخامت slab برای گازهای NH3 ، C2H4 و C2H4O 11
شکل ‏2 4- نمودار   و   برحسب درصد C2H4O در C2H4 برای مخلوطی از این دو گاز برای سه ضخامت مختلف 12
شکل‏2 5 – ضریب بازتاب ساختار SiO0.6N0.2/Al/Glass  و بهینه سازی بر اساس ضخامت 13
شکل ‏2 6- نمودار   و   را برحسب ضخامت لایه های SiO2 و SiO0.25N1.52 در ساختار SiO2/SiO0.25N1.52/Al/Glass 13
شکل‏2 7 – ضریب بازتاب ساختار SiO2/SiO0.25N1.52/Al/Glass 14
شکل‏2 8 – ضرایب بازتاب (R) ، عبور (T) و جذب (A) CdTe/Si اندازه گیری شده توسط بن لتار و همکاران 16
شکل‏2 9 – ضرایب بازتاب (R) ، عبور (T) و جذب (A) CdS اندازه گیری شده توسط بن لتار و همکاران 17
شکل‏2 10 – ضرایب بازتاب (R) ، عبور (T) و جذب (A) اندازه گیری شده برای ترکیب شیشه (3 mm) ، فولاد زنگ نزن (45 nm) و قلع (195 nm) توسط مهیب و همکاران 18
شکل ‏2 11 – نمودار دمای محیط (Tamb) و مینیمم دمای ثبت شده (Trad) در طول ساعات روز توسط مهیب و همکاران 19
شکل‏2 12 – پوشش نوسانی دوبعدی 22
شکل ‏2 13 - پوشش نوسانی سه بعدی 23
شکل ‏3 1-کسر انرژی بازتابیده و عبور کرده از یک لایه ضخیم 29
شکل ‏3 2- کسر انرژی بازتابیده و عبور کرده از یک لایه نازک با درنظر گرفتن تغییر فاز موج 30
شکل ‏3 3- یک ساختار متشکل از N-2 لایه نازک 32
شکل ‏3 4- یک ساختار متشکل از N-2 لایه نازک 35
شکل‏3 5– فلوچارت محاسبه خواص تشعشعی در یک طول موج مشخص 36
شکل ‏4 1- محفظه خنک کاری ، پوشش جابه جایی و منطقه خنک کاری 38
شکل ‏4 2- تابش یک پرتو با شدت واحد از پوشش به سمت پایین 39
شکل ‏4 3- تابش یک پرتو با شدت واحد از منطقه خنک کاری به سمت بالا 39
شکل ‏4 4- شار طیفی خورشید 41
شکل ‏4 5- شار طیفی جو 41
شکل ‏4 6 – فلوچارت الگوریتم ژنتیک 45
شکل ‏4 7- فلوچارت روش عملیات حررتی شبیه سازی شده 47
شکل ‏5 1- ضریب عبور و بازتاب یک لایه Al2O3 به ضخامت 3 میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [54] 50
شکل ‏5 2- ضریب عبور و بازتاب یک لایه CaF2 به ضخامت 5 میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [54] 50
شکل ‏5 3- ضریب عبور یک لایه پلی اتیلن به ضخامت 50 میکرومتر و یک لایه پلی اتیلن با پوشش 120 نانومتر Te و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [26] 50
شکل ‏5 4- ضریب عبور و بازتاب یک لایه KBr به ضخامت 5 میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [54] 51
شکل ‏5 5- ضریب عبور و بازتاب یک لایه LiF به ضخامت 5 میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [54] 51
شکل ‏5 6- ضریب عبور و بازتاب یک لایه NaF به ضخامت 6/1 میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [54] 51
شکل ‏5 7- ضریب عبور یک لایه پلی اتیلن به ضخامت 50 میکرومتر پوشش داده شده با لایه نازک PbSe  به ضخامت 210 نانومتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [28] 52
شکل ‏5 8- ضریب عبور یک لایه پلی اتیلن به ضخامت 420 میکرومتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [23] 52
شکل ‏5 9- ضریب عبور و بازتاب یک لایه SrTiO3 به ضخامت 1/3 میلیمتر و مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در مرجع [54] 52
شکل ‏5 10- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S11 57
شکل ‏5 11- خواص تشعشعی ساختار S11 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال 58
شکل ‏5 12- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S11 در محدوده تشعشع خورشید 58
شکل ‏5 13- خواص تشعشعی ساختار S11 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 58
شکل ‏5 14- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S11 در محدوده مادون قرمز 59
شکل ‏5 15- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری CP در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S12 59
شکل ‏5 16- خواص تشعشعی ساختار S12 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال 59
شکل ‏5 17- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S12 در محدوده تشعشع خورشید 60
شکل ‏5 18- خواص تشعشعی ساختار S12 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 60
شکل ‏5 19- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S12 در محدوده مادون قرمز 60
شکل ‏5 20- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری CP در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S13 61
شکل ‏5 21- خواص تشعشعی ساختار S13 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال 61
شکل ‏5 22- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S13 در محدوده تشعشع خورشید 62
شکل ‏5 23- خواص تشعشعی ساختار S13 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 62
شکل ‏5 24- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S13 در محدوده مادون قرمز 62
شکل ‏5 25- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S14 63
شکل ‏5 26- خواص تشعشعی ساختار S14 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال 63
شکل ‏5 27- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S14 در محدوده تشعشع خورشید 63
شکل ‏5 28- خواص تشعشعی ساختار S14 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 64
شکل ‏5 29- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S14 در محدوده مادون قرمز 64
شکل ‏5 30- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S15 64
شکل ‏5 31- خواص تشعشعی ساختار S15 در محدوده تشعشع خورشید، در جهت نرمال 65
شکل ‏5 32- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S15 در محدوده تشعشع خورشید 65
شکل ‏5 33- خواص تشعشعی ساختار S15 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 65
شکل ‏5 34- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S15 در محدوده مادون قرمز 66
شکل ‏5 35- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری CP در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S18 71
شکل ‏5 36- خواص تشعشعی ساختار S18 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 71
شکل ‏5 37- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S18 در محدوده مادون قرمز 71
شکل ‏5 38- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به ساختار S21 72
شکل ‏5 39- خواص تشعشعی ساختار S21 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 72
شکل ‏5 40- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S21 در محدوده مادون قرمز 73
شکل ‏5 41- نمودار بهترین مقدار و مقدار جاری CP در هر تکرار (الگوریتم عملیات حرارتی شبیه سازی شده) منجر به ساختار S25 73
شکل ‏5 42- خواص تشعشعی ساختار S25 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 74
شکل ‏5 43- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S25 در محدوده مادون قرمز 74
شکل ‏5 44- نمودار بهترین مقدار و مقدار متوسط CP در هر نسل (الگوریتم ژنتیک) منجر به یک لایهی KBr 76
شکل ‏5 45- نمودار تغییرات CP بر حسب ضخامت CaF2 و پلی اتیلن در دو طرف KBr 77
‏5 46- نمودار تغییرات CP بر حسب ضخامت CaF2 و پلی اتیلن در دو طرف NaF 78
شکل ‏5 47- خواص تشعشعی ساختار S28 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 78
شکل ‏5 48- خواص تشعشعی نیمکروی ساختار S28 در محدوده مادون قرمز 79
شکل ‏5 49- خواص تشعشعی ساختار S29 در محدوده مادون قرمز، در جهت نرمال 79
امتیاز :


طبقه بندی: ،
مدلسازی و بهبود خواص تشعشعی لایه های نازک با الگوریتم ژنتیک و سیمولیت ,

ارسال نظر برای این مطلب
نام شما:
ايميل :
سايت :
متن نظر :
وضعیت نظر:
کد امنیتی : *


<-BloTitle->
<-BloText->