Рассмотрена задача об определении температурного поля прозрачного для излучения твердого тела, содержащего поглощающее включение. Разработана иерархия упрощенных аналогов базовой математической модели процесса теплопереноса в изучаемой системе, включающая «уточненную модель сосредоточенной емкости», модель «сосредоточенная емкость» и «усеченную модель сосредоточенной емкости». Каждая из математических моделей иерархии представляет собой смешанную задачу для уравнения в частных производных параболического типа со специфическим краевым условием, фактически учитывающим наличие сферического включения в изучаемой системе.
С применением интегрального преобразования Лапласа и стандартной техники вычисления интеграла Меллина в аналитически замкнутом виде найдены решения соответствующих задач нестационарной теплопроводности при воздействии на объект исследований потока излучения постоянной плотности мощности. Подробно проанализирована модель «сосредоточенная емкость», базирующаяся на гипотезе о предельно большой теплопроводности поглощающего включения. Показано, что ее реализация позволяет представить решение соответствующей задачи нестационарной теплопроводности в аналитическом виде, более удобном с точки зрения как его практического применения, так и нахождения условий применимости упрощенных аналогов базовой математической модели.
Определены достаточные условия, при удовлетворении которых упрощенные аналоги базовой математической модели позволяют с заданной точностью идентифицировать температурное поле анализируемой системы. Представлены теоретические оценки максимально возможной погрешности в определении температурного поля объекта исследований при применении упрощенных аналогов базовой модели.
Ассовский И.Г. Физика горения и внутренняя баллистика. М.: Наука, 2005. 357с.
Страковский Л.Г. Об очаговом механизме зажигания в некоторых вторичных ВВ монохроматическим световым импульсом // Физика горения и взрыва. 1985. Т. 21. № 1. С. 58–61.
Александров Е.И., Вознюк А.Г., Ципилев В.П. Влияние поглощающих примесей на зажигание ВВ лазерным излучением // Физика горения и взрыва. 1989. Т. 25. № 1. С. 3–9.
Чернай А.В. О механизме зажигания конденсированных вторичных ВВ лазерным импульсом // Физика горения и взрыва. 1996. Т. 32. № 1. С. 11–19.
Буркина Р.С., Морозова Е.Ю., Ципилев В.П. Инициирование реакционно-способного вещества потоком излучения при его поглощении оптическими неоднородностями вещества // Физика горения и взрыва. 2011. Т. 47. № 5. С. 95–105.
Кригер В.Г., Каленский А.В., Ананьева М.В., Звеков А.А., Зыков И.С. Физико-химические основы микроочаговой модели взрывного разложения энергетических материалов // Изв. вузов. Физика. 2013. Т. 56. № 9-3. С. 175–180.
Кригер В.Г., Каленский А.В., Звеков А.А., Зыков И.Ю., Никитин А.П. Процессы теплопереноса при лазерном разогреве включений в инертной матрице // Теплофизика и аэромеханика. 2013. Т. 20. № 3. С. 375–382.
KalenskiiA.V., KrigerV.G., ZykovI.Yu., Anan’evaM.V. Modern microcenter heat explosion model // Journal of Physics: Conference Series. 2014. V. 552. N 1. P. 012037.
Адуев Б.П., Ананьева М.В., Звеков А.А., Каленский А.В., Кригер В.Г., Никитин А.П. Микроочаговая модель лазерного инициирования взрывного разложения энергетических материалов с учетом плавления // Физика горения и взрыва. 2014. Т. 50. № 6. С. 92–99.
Каленский А.В., Звеков А.А., Никитин А.П. Микроочаговая модель с учетом зависимости коэффициента эффективности поглощения лазерного импульса от температуры // Химическая физика. 2017. Т. 36. № 4. С. 43–49.
Каленский А.В., Звеков А.А., Галкина Е.В., Нурмухаметов Д.Р. Критические параметры микроочаговой модели импульсного лазерного инициирования взрывного разложения энергетических материалов // Химическая физика. 2017. Т.36. № 9. С. 45–52.
Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. 488 с.
Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твёрдых тел. М.: Высшая школа, 2001. 550 с.
Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Математические модели механики и электродинамики сплошной среды. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 512 с.
Пудовкин М.А., Волков И.К. Краевые задачи математической теории теплопроводности в приложении к расчетам температурных полей в нефтяных пластах при заводнении. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1978. 188 с.
Аттетков А.В., Волков И.К., Тверская Е.С. Математическое моделирование процесса теплопереноса в экранной стенке при осесимметричном тепловом воздействии // Изв. РАН. Энергетика. 2003. № 5. С. 75–88.
Аттетков А.В., Волков И.К. «Уточненная модель сосредоточенной емкости» процесса теплопереноса в твердом теле со сферическим очагом разогрева, обладающим покрытием // Тепловые процессы в технике. 2016. Т. 8. № 2. С. 92–96.
Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. 600 с.
Ладыженская О.А., Солонников В.А., Уральцева Н.Н.Линейные и квазилинейные уравнения параболического типа. М.: Наука, 1967. 736 с.
Аттетков А.В., Волков И.К. Сингулярные интегральные преобразования как метод решения одного класса задач нестационарной теплопроводности // Изв. РАН. Энергетика. 2016. № 1. С. 148–156.
mai.ru — информационный портал Московского авиационного института © МАИ, 2018-2024 |