Явление инерции тепла

Здесь определяет интенсивность граничного режима, а глубину проникновения тепловой волны в вещество.Такая задача имеет решение в разделяющихся переменных , при , при . (4)При этом (5)Основные свойства решения задачи, представленные выражениями (4) и (5) могут быть описаны [6]:- при температура стремится к бесконечному значению при ,- при всех для любых точка , в которой температура и поток тепла равны нулю, является неподвижной границей, отделяющей нагретое вещество от холодного.Процесс распространения тепла локализован в конечной области , несмотря на неограниченное нарастание температуры в области при .В таком случае можно говорить об остановившейся тепловой волне и локализации тепла на границе, которая определяется свойствами вещества и интенсивностью граничного режима. Таким образом, инерция тепла является внутренним свойством теплопроводной среды, а режимы с обострением, воздействуя на среду, выявляют это свойство [6].Подобный режим принято называть S-режимом. Здесь при неограниченном росте температуры, тепло локализовано и не распространяется за определенную границу. Температура и коэффициент теплопроводности стремятся к бесконечности.Имеет место эффект инерции, или локализации тепла. Тогда называется глубиной локализации.Вопрос о практическом использовании эффекта локализации тепла, требует проверки условий применимости рассматриваемой модели с учетом осложняющих факторов. Появляется возможность концентрировать любое количество энергии в ограниченных участках среды без распространения ее за пределы зоны локализации.Описание реальной среды с помощью приведенной модели возможно, но необходимо учитывать газодинамическое движение, поступление и потери энергии за счет различных физических эффектов и т. д.Во многих случаях развитие режима с обострением приводит к «замораживанию» различных дополнительных эффектов, и при этом в полной мере проявляются изученные закономерности. Эти закономерности выполняются в реальных ситуациях и могут быть практически полезны.Для реальных сред найдены условия, в которых осуществляется эффект локализации тепла. К настоящему времени создана общая теория и достигнуто понимание эффекта инерции тепла на физическом уровне.Стоит особенно отметить тот факт, что при изучении эффекта инерции тепла одну из ключевых ролей сыграл вычислительный эксперимент. Именно вычислительный эксперимент обеспечил представление о качественной картине явления, позволил сформировать новые понятия. Результаты вычислений оказались решающими при создании строгой математической теории явления.ЗаключениеДля материалов, тепловая инерция является важным свойством, которая определяет характер их поведения. Учет влияния явления тепловой инерции является ключевым во многих областях науки и техники. Например, при оценке материалов поверхностей в геологии, где стоит учитывать факт, что температура поверхностей с низкой тепловой инерцией значительно изменяется в течение дня, в то время как температура поверхностей с высокой тепловой инерцией не претерпевает радикальных изменений. В сочетании с другими данными тепловая инерция может помочь охарактеризовать материалы поверхности и геологические процессы, ответственные за формирование этих материалов. Также в океанологии тепловая инерция является основным фактором, который влияет на изменение климата в отдалённой перспективе и на степень глобального потепления. При строительстве зданий тепловая инерция материалов также должна учитываться, так как это помогает улучшить эксплуатационные характеристики строения.Знание законов эффекта тепловой инерции способствует лучшему осознанию характера процесса теплопроводности материалов. Список использованных источников и литературы1. Змитренко Н.В., Михайлов А.П. Явление инерции тепла // Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент. Введение в информатику с позиций математического моделирования. М.: Наука, 1988. С. 137-170.2. Бубнов В. А. Эффект локализации тепла и его экспериментальное обоснование, ТВТ, т. 28, № 5, 1990. С. 934–939.3. Самарский А. А., Змитренко Н. В., Курдюмов С. П., Михайлов А. П. Эффект метастабильной локализации тепла в среде с нелинейной теплопроводностью//Докл. АН СССР, т. 233, № 6, 1975. С. 1344-1347.4. Самарский А. А., Змитренко П. В., Курдюмов С. П., Михайлов А. П. Тепловые структуры и фундаментальная длина в среде С нелинейной теплопроводностью и объемными источниками тепла // Докл. АН СССР,т. 227, № 2, 1976. С. 321-324.5. Самарский А.А.Режимы с обострением в задачах для квазилинейных параболическихуравнений. М.: Наука, 1987. С. 477.6. Самарский А.А., Галактионов В.А., Курдюмов С.П., Михайлов А.П. Режимы с обострением в задачах для квазилинейных параболических уравнений.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987.С. 480.