मुझे पूरा समाधान नहीं पता है, लेकिन मैं आपको एक ऐसा रास्ता दिखा सकता हूं, जिसमें आप जा सकते हैं।
जैसा कि @nluigi ने अपनी टिप्पणी में बताया, आपकी समस्या के गवर्निंग समीकरणों को दो 1-डी सामग्रियों के बीच मॉडलिंग क्षणिक गर्मी हस्तांतरण में दिया गया है
:
∂T∂t=α∂2T∂x2
Tα=kρcPtxkρcP
इस विभेदक समीकरण का मूलभूत हल द्वारा दिया गया है
H(x,t)=1(4παt)n2exp(−|x|24αt)
nx|x|2=∑ni=1x2ixixxn=1n=2n=3)।
एक आयामी समस्या के लिए एक उदाहरण एक दीवार के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण है। आपकी समस्या (लगभग) द्वि-आयामी है। एक तीन आयामी समस्या एक बड़े कमरे के भीतर एक गर्म या ठंडा क्षेत्र होगा।
किसी विशिष्ट समस्या के समाधान की गणना करने के लिए, आपको प्रारंभिक शर्तों की आवश्यकता है, जैसा कि दिया गया है
T(x,t=0)=T0(x)
और मौलिक समाधान और प्रारंभिक स्थितियों के बीच दृढ़ संकल्प की गणना करें:
T(x,t)=(H∗T0)(x,t)=∫RnH(x−y,t)T0(y)dyT(x,t)=1(4παt)n2∫Rnexp(−|x−y|24αt)T0(y)dy
जब मैं आपकी समस्या को सही ढंग से समझूंगा, तो आप उपयोग कर सकते हैं
T0(x)={TI0for |x|<xBotherwise
TIxBTI=1TI
मुझे हाल ही में एक आयामी समस्या थी, और यह अभी भी कुछ प्रयास के साथ संभाला जा सकता है:
T(x,t)=14παt−−−−√∫−∞+∞exp(−|x−y|24αt)T0(y)dy=TI4παt−−−−√∫−xB+xBexp(−|x−y|24αt)dy=TI2(erf(x+xB4αt−−−√)−erf(x−xB4αt−−−√))
erf(x)=2π√∫0xexp(−t2)dt
α=1TI=1xB=1t
हालांकि, ऊपर दी गई प्रारंभिक स्थितियों के उच्च आयामों के लिए, समीकरण को गोलाकार निर्देशांक में बदलना होगा। दो आयामों के लिए आपको मिलता है
T(x,t)=14παt∫R2exp(−|x−y|24αt)T0(y)dy⇒T(x,t)=TI4παt∫0rB⎛⎝⎜∫02πexp(−|x−y|24αt)dφ(y)⎞⎠⎟r(y)dr(y)
मूल्यांकन करने की कोशिश करते समय (कम से कम मुझे) काफी सिरदर्द देना। शायद बाहर किसी को पता है क्या
∫02πexp(−|x−y|2)dφ(y)
मूल्यांकन करता है, लेकिन मैं वर्तमान में नहीं है। संभवतः दो आयामों में अभिन्न अभिन्नता का मूल्यांकन करने के लिए बहुत क्लीनर दृष्टिकोण भी है।