Includes a title page in Arabic

Thesis (Ph.D.) Doctoral Egypt - Japan University of Science and Technology (E-JUST) - Institute of Basic and Applied Sciences - Applied and Computational Mathematics Department 2023

يعتبر التفاضل الكسري أحد الأدوات الرياضية الجديدة و المثالية في نمذجة العديد من التطبيقات الهندسيه بسبب إستخدامه تأثير الذاكرة مما يساعد على تفسير عدة ظواهر فيزيائية و طبيعية بطريقة أكثر واقعية و بالتالي إعطاء نتائج مرضية و ذلك على عكس نمذجة المعادلات التفاضلية التقليدية التي تفشل في إعطاء نتائج عالية الدقة في مختلف العمليات الفيزيائية و الهندسية خلال السنوات الحديثة أثبت علم الحساب الكسري نجاحه و كفاءته في نمذجة العديد من التطبيقات في مجالات العلوم و الهندسة و خاصة في مجال إنتقال الحرارة لذلك تقدم هذه الرسالة دراسة النمذجة الكسرية و المحاكاة لبعض التطبيقات الخاصة بإنتقال الحرارة و خاصة نمذجة أنظمة المقطرات الشمسية الخاصة بتحلية المياه و ايضا نمذجة الخلايا الشمسية أولا بالنسبة لأنظمة تحلية المياه فقد تم تقديم نموذج كسري جديد بناء على إستخدام ثلاثة مفاهيم للتفاضل الكسري كما يلي (Riemann Liouville , Caputo - Fabrizio , and Atangana - Baleanu) و ذلك لدراسة الأداء الحراري لجهاز تحلية المياه التقليدي و ايضا دراسة أداء جهاز تحلية المياه المتصل بأحد الخلايا الشمسية في هذه الدراسة تمت مقارنة نتائج النموذج الكسري مع النتائج التي تم الحصول عليها من النموذج التقليدي ثم مقارنتها بالنتائج المقاسه عمليا في ظل الظروف المناخية المختلفة في صعيد مصر كما تم استعراض الاستقرار الرياضى و التوصل إلى الحل التحليلي (analytical solution) نظام تحلية المياء بناء على أفضل نموذج كسري مقترح فقد تم دراسة تأثير إستخدام نوعين من الجسيمات النانونية على الأداء الحراري لجهاز تحلية المياه التقليدي و نظام تحلية المياه المتصل بالخلية الشمسية في ظل ظروف مناخية مختلفة علاوة على ذلك تمت دراسة تحسين أداء جهاز المقطر الشمسي عن طريق التسخين المسبق للمياه المالحة بإستخدام لوح الخلية الشمسية و ذلك قبل إستخدامها داخل الحوض الموجود بجهاز تحلية المياه حيث يتم إجراء التسخين المسبق عن طريق تمرير المياه المالحة بكميات مختلفة على الأسطح الأمامية و الخلفية للوح الخلية الشمسية ثانيا بالنسبة لنمذجة الخلايا الشمسية تم عمل نموذج كسري جديد بناءا على نموذج Cattaneo و ذلك لدراسة التأثير الحراري الخلية شميسة متصله بموزع الحرارة على عكس نموذج Fourier التقليدي و الذي لا يستطيع التنبؤ بأداء النظام بشكل فعال فقد أثبت نموذج Cattaneo الكسري كفاءته في وصف أداء الخلية الشمسية بدقة عالية خاصة في الفترات الزمنية القصيرة و نتيجة لذلك فقد تم عمل مقارنة بين النماذج الكسرية Fourier و Cattaneo مع النماذج الكلاسيكية كما تم استخدام بيانات تجريبية مقاسة عمليا للتحقق من صحة نموذج Cattaneo الكسري حيث أظهرت النتائج أنه يتطابق تماما مع البيانات المقاسة عمليا كما تم أيضا إستخدام طريقة Von Neumann stability لدراسة إستقرار النموذج الكسري المقترح لنمذجة الخلية الشمسية بعد ذلك وفقًا للنموذج الكسري المقترح تم تحسين الأداء الحراري للخلية الشمسية من خلال تقنية تبريد جديدة عن طريق إقتران موزع حراري مصنوع من الألمنيوم بأشكال مستطيلة و شبه منحرفة مع الجزء السفلي من لوح الخلية الشمسية أخيرًا تم تقديم و مناقشة تأثير إستخدام الموزعات المستطيلة و شبه المنحرفة على كمية الطاقة الناتجة من الخلية الشمسية و الكفاءة الكهربائية و المعايير الاقتصادية و البيئية الخاصة بالخلية كما تم دراسة تأثير إستخدام التبريد النشط على الخلية الشمسية بواسطة تمرير المياه أو الهواء على السطح السفلي للموزع الحراري و ذلك في حالة التدفق المضطرب و كذلك التدفق الإنسيابي

Issued also as a digital file (for more information please check our Digital Repository)

(BAS) Institute of Basic and Applied Science (ACM) Applied and Computational Mathematics