論文の概要: Variance-Driven Mean Temperature Reduction in Nonuniformly Heated Radiative-Conductive Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03979v1
- Date: Wed, 04 Mar 2026 12:22:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-05 21:29:15.294754
- Title: Variance-Driven Mean Temperature Reduction in Nonuniformly Heated Radiative-Conductive Systems
- Title（参考訳）: 非均一加熱誘導導電系における変動駆動平均温度の低減
- Authors: Juntao Lu, Zihan Zhang, Yongjian Xiong, Jie Fu,
- Abstract要約: 放射伝導系は熱放射の準温度依存性により本質的に非線形である。
等温平衡値に対する平均温度の減少は温度分散に線形に比例することを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.584534885663768
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Radiative-conductive systems are intrinsically nonlinear due to the quartic temperature dependence of thermal radiation. Under fixed total heating power, convexity arguments imply that nonuniform temperature distributions radiate more efficiently and therefore exhibit a lower mean temperature than their isothermal counterparts. However, this conclusion remains qualitative, and an explicit quantitative relation between temperature heterogeneity and mean temperature reduction has been lacking. Here we derive a variance-based analytical expression linking the area-averaged temperature to the corresponding isothermal equilibrium temperature in a nonuniformly heated radiative--conductive system. By integrating the governing equation and performing a systematic second-order expansion about the ambient temperature, we show that the decrease of the mean temperature relative to the isothermal equilibrium value is linearly proportional to the temperature variance, with a proportionality coefficient set solely by the ambient temperature. This result transforms the convexity-based inequality into a quantitative statistical relation within the perturbative regime and provides a physically transparent framework for describing nonlinear radiative averaging in thermally heterogeneous systems.
- Abstract（参考訳）: 放射伝導系は熱放射の準温度依存性により本質的に非線形である。
固定された全加熱力の下では、凸性理論は非均一な温度分布がより効率的に放射され、したがって等温的な温度よりも低い平均温度を示すことを示唆している。
しかし、この結論は定性的であり、温度の不均一性と平均温度の減少との間には明確な定量的な関係が欠如している。
ここでは, 領域平均温度と対応する等温平衡温度を非均一加熱放射導電系で結合する分散解析式を導出する。
支配方程式を積分し, 周囲温度に関する系統的な2次展開を行うことにより, 等温平衡値に対する平均温度の減少は, 周囲温度のみにのみ設定された比例係数で温度分散に線形に比例することを示した。
この結果は、凸性に基づく不等式を摂動状態内の定量的な統計的関係に変換し、熱的不均一系における非線形放射平均化を記述する物理的に透明な枠組みを提供する。
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