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Cherepanov, Valery Veniaminovich. Méthodologie des propriétés de recherche et de prévision des matériaux très pharmaceutiques pour la protection thermique des aéronefs: Thèse ... Médecins de sciences techniques: 07.07.03, 04/01/14 / Valery de Cherepanov Veniaminovich; [Lieu de protection: GOVPO "Institut de l'aviation de Moscou (Université technique de l'État)"] .- Moscou, 2012. 268 P.: Il. RVB OD, 71 13-5 / 53
Introduction au travail
Commission recherche Ce travail est des modèles mathématiques, des méthodes d'étude et de prédiction des propriétés des matériaux de protection thermique légers et des processus d'échange de chaleur.
Pertinence du sujet
Pour les véhicules spatiaux et les systèmes de transport d'utilisation répétée, la fourniture de conditions thermiques est l'un des éléments les plus importants qui déterminent les solutions structurelles de base. La part de la masse de tels aéronefs (LA) par habitant est significative. Par exemple, dans les systèmes spatiaux "Navette spatiale" et "Buran", il représentait environ 9% de la masse de départ et 14,5% de la masse de la structure. La création de nouveaux matériaux de protection thermique et de matériaux structurels avec des propriétés spécifiques joue lors de la conception et de la diminution de la masse de protection thermique de tels systèmes un rôle clé. Cependant, l'amélioration de la protection thermique est associée non seulement à l'utilisation de nouvelles recettes, mais également à l'optimisation des structures déjà existantes afin d'obtenir le meilleur effet pour des conditions de fonctionnement spécifiques du matériau. Par exemple, une diminution de la masse de protection thermique, une diminution de la consommation d'énergie nécessaire pour assurer le régime thermique requis de LA, peut être fourni non seulement par l'utilisation de matériaux plus efficaces, mais également en raison de la possibilité de plus fiable. Prévision des propriétés de déplacement de chaleur afin de réduire son ratio de stock.
De plus, le vol n'est pas exclu et un certain nombre de facteurs externes affectant l'échange de chaleur, la destruction et d'autres processus qui déterminent le fonctionnement de l'aéronef. L'un des facteurs possibles est l'impact des radiations. Par conséquent, il est nécessaire d'étudier les différentes caractéristiques des matériaux, de leurs propriétés de radiation, en particulier de pouvoir prédiction adéquate de la réaction à des influences extérieures similaires de matériaux et de l'appareil dans son ensemble.
La solution de toutes les tâches énumérées nécessite une étude détaillée et complète des processus survenant dans les matériaux et les éléments de la structure, qui est due principalement à effectuer une grande quantité d'études expérimentales. Cependant, les expériences des routes, des intensifications de main-d'œuvre et de leurs résultats ne peuvent pas toujours être utilisées, par exemple, pour les prévisions. Il convient également de prendre en compte que la mesure directe de nombreuses caractéristiques physiques importantes des matériaux est souvent impossible. Sans attirer des outils de modélisation mathématiques, il est difficile de déterminer et de prédire les valeurs de telles quantités physiques importantes telles que les composants conducteurs et les éléments de radiation de la conductivité thermique complète, des coefficients de rayonnement de diffusion, de la dispersion et de l'absorption, de la diffusion de diffusion, etc., Ils sont associés à des processus ayant un processus purement local ou spectral. Caractère. De plus, seuls les échantillons de matériel existants peuvent être examinés expérimentalement. Dans ces conditions, la possibilité de développer de nouveaux
les matériaux, réduisant le calendrier et la valeur de ce processus sont associés à l'utilisation de méthodes de modélisation mathématiques.
L'utilisation de modèles mathématiques implémentées dans la pratique sous la forme de packages d'application permet une période relativement courte d'analyser un grand nombre d'options, de choisir le meilleur, de réduire la quantité d'études expérimentales et d'explorer les processus qui ne sont pas disposés à une étude expérimentale directe. Par conséquent, l'utilisation de moyens de modélisation mathématique élargit considérablement les possibilités de l'expérience, vous permet de prédire les propriétés des matériaux déjà au stade de leur conception et de leur développement, en mode avancé, ajustez la technologie de production. Mais la modélisation mathématique est impossible sans des informations fiables sur les propriétés de clé des matériaux étudiés que seule expérimenter peut donner. Le chemin évident qui vous permet de surmonter ce problème - une combinaison de modélisation mathématique de matériaux avec les résultats des mesures indirectes de certaines de ses caractéristiques clés. L'idée principale de cette approche est décrite schématiquement à la Fig. 1.
Expérience thermique avec expérimenté
sous-modeler
rayonnement optique
caractéristiques
De la résolution de "tâches
Configuration du modèle sur le matériau de prototype. *, Définition et prévision d'une gamme plus large de propriétés de matériau
Figure. 1: Analyse et prévision de propriétés matérielles.
La nature indirecte des mesures implique que les propriétés nécessaires des matériaux sont déterminées par des mesures directes de valeurs plus accessibles (température, fractions de masse et densité, etc.) de
l'utilisation de certaines méthodes d'identification, telles que des solutions de problèmes inverse de l'échange de chaleur (OZTO).
Il est le long de la voie de la combinaison de la combinaison d'expérimentation et de modélisation mathématique, de nombreux chercheurs de propriétés et de développeurs d'objets de protection thermique modernes et de matériaux structurels, à la fois dans notre pays et à l'étranger. Les travaux les plus frappants mis en œuvre avec précision une approche intégrée qui assure une étude suffisamment profonde et complète des propriétés des matériaux, la création de leurs modèles pronostiques inclus dans le processus technologique de la recherche et du développement. Étant donné que de nombreux travaux fondamentaux dans le domaine des méthodes d'identification et de modélisation, y compris les propriétés des matériaux, ont été réalisées dans notre pays de notre pays (A.N. Tichonov, O.M. Alifanov, G.N.Dulnev, etc.), un grand nombre d'études importantes de la Les propriétés de matériaux très poreux ont été effectuées par des scientifiques russes (VA Petrov et al., L.Madbrovsky, Na Bogogov, etc.). Cependant, de nombreuses études sur des matériaux de protection structurelle et de protection thermique sont actuellement quantitatives que qualitatives à temps. Et la matière ici n'est pas seulement dans certains problèmes avec des équipements expérimentaux, ce qui est assez coûteux et non toujours disponible. Une partie importante des informations est perdue dans ces études précisément parce que les méthodes mathématiques en eux ne s'appliquent pratiquement pas et la procédure d'interprétation des résultats de l'expérience s'avère assez primitive.
Le papier traite des matériaux fibreux avec porosité jusqu'à 90% et moussant sur une base non métallique avec une porosité à 96%. Ces matériaux sont constitués de fibres orientées chaotiques suffisantes pouvant être constituées d'une ou de diverses substances, ou d'un squelette spatial formé par des nœuds et des cavaliers (Fig. 2). Les pores de tels matériaux remplissent généralement des gaz.
Figure. 2a. La microstructure de la fibre du riz. 26. échantillon de l'un des matériaux
matières LI-900. pêche Réticuler la céramique poreuse.
Des modèles mathématiques existants de matériaux très poreux et sont maintenant largement loin d'être parfaits. Souvent, la partie optique est affaiblie, car ces modèles négligés
effets fractionnaires qui sont remplacés par des effets de blindage (E. Placido et al., B.zeghondy et al., J.petrasch et al., M.Loretz et al., C.y Zhao et al.). L'exactitude d'une approche similaire pour la modélisation des propriétés des matériaux de protection thermique à la porosité supérieure à 90% est suffisamment douteuse, car le rôle du rayonnement dans les processus d'échange de chaleur à des températures élevées est assez gros (O. Malifanov, BNSHTHERSUSTKIN et al. , L.mombrovsky), et l'interaction du rayonnement avec le corps est très difficile dépendante des caractéristiques géométriques du corps, même dans le cas des corps de la forme la plus simple (G.Mie, AcLind). Dans les modèles qui prennent en compte les processus de diffraction, seuls les fragments sphériques sont pris en compte ou les caractéristiques statistiques des matériaux (La.Dombrovsky, A.g.dedov, D. Baillis, M.L.German) ne sont pas pris en compte. En conséquence, dans de tels modèles, il n'existe aucun nombre suffisant de paramètres libres, ce qui permet d'assurer l'adéquation de la description ou est utilisé inacceptable d'un point de vue physique. Les moyens d'ajuster les résultats de la modélisation. Tout cela réduit la précision et la précision des modèles mathématiques décrivant les processus de transfert de chaleur dans le blindage thermique et les matériaux isolants thermiques les rend moins efficaces.
but du travail
Améliorer l'existant (OM Alifanov, par. Bogodkov) du modèle mathématique pronostique statistique de la structure et des propriétés thermiques des matériaux très pharmaceutiques fibreux légers destinés à la protection thermique des nœuds et des éléments des éléments de conception.
Développement d'un modèle similaire pour mousses non métalliques en maille de lumière de la lumière de la protection thermique de LA.
Développement de la théorie de l'interaction du rayonnement électromagnétique avec des éléments représentatifs des modèles mathématiques structurels basés sur une théorie de diffraction scalaire et des théories.
Développement sur cette base Modes de modélisation mathématique des propriétés optiques spectrales des matériaux de pointe légers.
Développement de méthodes efficaces pour modéliser les processus de transfert de rayonnement dans les couches de la protection thermique très pharmaceutique de LA.
Méthode de recherche
La base de la méthode de recherche proposée est formée: Modélisation statistique de simulation de la structure des matériaux par Monte Carlo, la théorie de l'IM (théorie de diffusion électromagnétique stricte) appliquée pour construire le modèle optique des matériaux, ainsi que des procédés de résolution de la cinétique Équation de transfert de rayonnement.
En particulier, le modèle mathématique de matériaux hautement phasés est basé sur les dispositions suivantes:
Le matériau est modélisé par un système stochastique d'éléments orthogonaux représentatifs (Fig. 3).
Fig. 3. Éléments représentatifs des modèles: (a) - Matériaux fibreux, (B) - Matériaux de mousse (exemple).
L'anisotropie du matériau est prise en compte, les schémas statistiques de sa structure (leur réception nécessite la mise en œuvre de l'étude correspondante), les valeurs de la densité effective et des propriétés des substances formant la base.
La convection dans les pores n'est pas considérée. La percolation, les globules et d'autres inclusions ne sont pas prises en compte au niveau de la conception du matériau.
L'approximation isothermale et adiabatique est utilisée au sein de chaque élément représentatif.
Chaque nouvel élément représentatif est considéré comme immergé mercredi, dont les propriétés sont également déterminées par tous les éléments générés précédemment.
MI (MIE) La théorie et ses conséquences sont utilisées pour décrire les processus d'absorption et de dispersion des rayonnements par des fragments du matériau, mais, si nécessaire, des modifications sont apportées aux effets coopératifs que la théorie de MI néglige.
Une approximation de diffusion est utilisée pour évaluer la conductivité thermique des rayonnements dans laquelle le coefficient spectral d'affaiblissement du matériau est calculé en fonction de la théorie de la théorie ou de ses conséquences.
Pour estimer le paramètre de l'anisotropie de dispersion, le calcul de l'indicatrice de la diffusion est utilisé par la théorie de l'intensité de rayonnement.
Nouveauté scientifique
La thèse fournit de nouveaux modèles mathématiques pronostiques statistiques de propriétés physiques et de processus d'échange de chaleur dans des matériaux hautement pharmaceutiques de style thermique et d'isolation thermique, ainsi que des procédés de modélisation du transfert de rayonnement dans les couches de la cache-cache thermique à haute résistance LA.
1. Amélioration des mathématiques statistiques prédictives
un modèle de fouet de la structure et des propriétés thermophysiques de High fibreux
Ristiy Matériaux pour la protection thermique, dans laquelle:
Essentiellement par rapport au célèbre modèle (O.M. Alifanov,
N.A. BOGOGOV), a élargi la gamme de valeurs déterminées en raison de l'inclusion dans
Modèle de caractère électrique et optique spectral efficace
matériau théiste, comme une résistance électrique spécifique, complexe
L'indice de constante diélectrique et de réfraction, coefficient
Vous absorbez, la diffusion et la diffusion de rayonnements, diffusant de l'indicatrice;
la possibilité de régler le volume de l'élément représentatif dans le processus de leur génération est créée, qui fournit une exécution plus précise des éléments représentatifs imposés sur le système de densité de masse de taille moyenne;
en raison de l'organisation effective du processus de calcul des caractéristiques moyennes, la quantité d'informations dans leur génération d'informations est considérablement réduite à l'échantillon d'éléments représentatifs.
Modèle statistique pronostique de la structure, des propriétés thermophysiques et électro-optiques des mousses de maille pour les boucliers de la chaleur.
Équations qui déterminent la taille moyenne d'éléments représentatifs des modèles mathématiques structurels de matériaux hautement pharmaceutiques fibreux et de mousses mailles.
Modèle mathématique analytique d'interaction du rayonnement électromagnétique avec des éléments représentatifs, y compris une balle et des cylindres orthogonaux, dans des conditions arbitraires de leur éclairage.
Méthodes d'obtention et d'étude de la structure continue de diffusion de rayonnements par des éléments orthogonaux représentatifs de modèles mathématiques de matériaux de pointe léger.
La méthode de modélisation mathématique des propriétés optiques spectrales des mousses fibreuses et mailles légères à haute résistance utilisées, notamment pour les boucliers de chaleur de LA.
Méthodes extrêmes de la grille complémentaire et de haute précision de résolution du problème de transfert de rayonnement spectral pour une couche plate de cache-chaleur à haute résistance LA.
Valeur pratique
Création d'un complexe de logiciels dans la modélisation mathématique de la structure, des propriétés thermophysiques et électro-optiques des mousses de fibrous et de maille hautement pharmaceutiques utilisées pour la protection thermique et l'isolation thermique des nœuds et des éléments structurels de différentes machines et dispositifs, en particulier la. Une fiabilité élevée et une précision des modèles mathématiques décrivant les processus de transfert de chaleur dans les matériaux de protection thermique et de l'isolation thermique permettent, lorsqu'ils sont appliqués, réduisent les coefficients de stock sur les épaisseurs des couches de protection thermique et d'isolation thermique, réduisent la consommation de chaleur et de puissance.
Les méthodes, modèles et programmes développés sont intégrés au système de matériaux de recherche théoriques et expérimentaux complexes. Leur utilisation augmente considérablement l'informativement des expériences thermiques, réduit la quantité d'études expérimentales nécessaires et de leurs coûts, vous permet de prédire les propriétés des matériaux à la phase de développement et d'ajuster la technologie de production, ainsi que de déterminer les caractéristiques des matériaux non seulement, mais aussi former des substances. Il est devenu possible, en particulier, après avoir défini le modèle à des données expérimentales sur tout matériau, afin de prédire une large gamme de caractéristiques de matériaux tels que étudiés. Dans ce cas, il est possible d'éviter des études expérimentales à grande échelle sur les matériaux du groupe associé, restreint par des expériences, si nécessaire, réalisée pour contrôler l'adéquation des résultats de modélisation obtenus.
Les résultats des travaux peuvent également être utilisés pour vérifier les méthodes d'évaluation de l'efficacité de l'isolation thermique et des boucliers de chaleur nécessaires pour assurer le régime thermique nécessaire dans des éléments de structures, de machines et d'appareils utilisés dans divers secteurs.
Approbation du travail
Les résultats présentés dans la thèse présentée à la 18e Conférence scientifique et technique internationale «Conceptions et technologies de produits de matériaux non métalliques» (OBNINSK, OCTOBRE 2007), 9 m Symposium All Russian sur les mathématiques appliquées et industrielles (Kislovodsk, mai 2008), 2e École internationale "Modélisation mathématique et applications" (Pueblo, Mexique, janvier 2009), 60 m Congrès international sur l'astronautique (Daedzhen, République de Corée, octobre 2009), 14ème Conférence internationale sur le transfert de chaleur (Washington, USA, août 2010), 6ème Conférence internationale "Problèmes inverse: identification, conception et contrôle" (Samara, octobre 2010), 19ème conférence internationale scientifique et technique "Designs et technologies de produits de produits de matériaux non métalliques" (Obninsk, octobre 2010), 5ème de la Russie Conférence nationale sur l'échange de chaleur (Moscou, octobre 2010), la session United "Économie d'énergie et perspectives d'utilisation des technologies d'économie d'énergie sur transport ferroviaire, dans l'industrie et le complexe de logements et de ménages de la Russie »Direction de l'Académie de la Russie des sciences« Énergie, Processus de mécanique et de gestion », Conseil scientifique de l'Académie russe des sciences sur le problème des" régimes thermiques des machines et appareils ", Conseil scientifique de l'Académie de sciences de la Russie Selon le problème complexe" Ingénierie thermique et thermique ", Conseil scientifique des RAS" Problèmes chimiques et physiques de l'énergie "(Moscou, avril 2011), 7ème Conférence internationale" Problèmes inverse dans Ingénierie "(Orlando, USA, mai 2011).
Chapitre I. Dynamique SV0B0DNM0M0M0M0M0M0M0D de gaz ionisé multicomposant à proximité des surfaces symétriques centrales chargées .FT
§1.1. Quelques aspects méthodologiques de la modélisation numérique des flux moléculaires libres au voisinage des surfaces chargées.
1.1.1. Équation cinétique vlasov.is
1.1.2. Méthode de métro.
1.1.3. Méthodes de réseau. $ D
§1.2. Formulation du problème
§1.3. Méthode de décision.
1.3.1. Tâches d'échelle
1.3.2. Schéma de calcul. Résistance.
§1.4. Résultats de la simulation numérique de la relaxation du gaz ionisé binaire
1.4.1. Détente des caractéristiques intégrées. "ZZ
1.4.2. Relaxation des fonctions de distribution.
1.4.3. Temps de détente d'une zone indignée. Caractéristique Volt-Ampere. Structure d'une couche de charge de volume
§1.5. Sur la possibilité d'utiliser des distributions approximatives pour les ions et les électrons
1,5L. Distributions quasontationnaires d'électrons libres dans l'électricité auto-cohérente
1.5.2. Caractéristiques de la tâche et de la méthode de résolution de l'équation non linéaire du poisson
1.5.3. Analyse des résultats de la modélisation
§1.6. L'effet des ions négatifs sur la relaxation des couches d'embrayage en mode moléculaire.
Chapitre 2. Modélisation mathématique de la dynamique du gaz faiblement ionisé à proximité des objets sphériques et cylindriques chargés
Valeur intermédiaire du nombre de knudsen.
§2.1. Problème de sonde non statistionnaire direct pour un plasma faiblement ionisé en flux de transition
2.1 L. Système d'équations. Conditions supplémentaires.
2.1.2. Choisir un système de coordonnées et une mise à l'échelle.
§2.2. La méthode de résolution des sondes directes dans l'intermédiaire à P.?
2.2.1. Méthodes de recherche numérique en mode transitoire.7 &
2.2.2. Les principaux éléments de la méthode proposée pour étudier l'évolution de la fonction de distribution à intermédiaire I £ yl.% (
2.2.3. Caractéristiques des collisions en gaz à l'équilibre provenant de sphères solides
2.2.4. La procédure de dessin d'une collision de sphères solides. Ici
2.2.5. Sur la possibilité d'utiliser d'autres types d'interaction jumelée.<
§2.3. Calculs de résultats. 9 $
2.3.1. L'effet des statistiques de méthode et de la relaxation des caractéristiques intégrales.
2.3.2. L'effet de la séparation de la température d'arrière-plan et de la réaction de la recharge des collisions de sphères solides.
2.3.3. Entraîne le mode d'établissement.
2.3.4. Comparaison avec des données expérimentales d'autres auteurs.
Shau \u200b\u200b3. Station murale plate sans escadres à SMB0I0SH30VN0Y continue
Pdazme avec des propriétés variables.
§3.1. Formulation du problème
3.1.1. Système d'équations.ils.
3.1.2. Modèle du processus d'ionisation-recombinaison. ^ A1?
3.1.3. Conditions additionnelles.
3.1.4. Tâche de zoom
3.1.5. Le temps de conservation du degré d'ionisation.
§3.2. Méthode Solution Tâche.vs. "?
3.2.1. Schéma général de la méthode de la solution et du système d'équations à FT-E I.4 £
3.2.2. Le système d'équations utilisées dans i.v3s
3.2.3. Enregistrement et critère de la Ford unifié de «raideur» Energy Energy Energy 1
§3.3. Mise en œuvre du mode de décision.
3.3.1. Grides informatiques. Détermination, stabilité
3.3.2. Organisation de l'informatique et des moyens d'économie d'ordinateurs.
3.3.3. Les résultats des calculs.
introduction Thèse sur la mécanique, sur le thème "Modélisation mathématique de la dynamique du gaz ionisé à proximité des corps chargés"
Les problèmes de dynamique plasmatique se demandent activement dans de nombreux domaines de la science moderne. Celles-ci incluent la technique de diagnostics plasmiques, de l'énergie, de l'électronique plasmique, de la TSZ, de la technique de la grève de l'air. Par conséquent, l'étude du processus de relaxation - Les structures des formations de coupe "Les gaz ionisés ont été engagés et continuent de participer à de nombreux auteurs. Les travaux dans cette direction sont effectués par un front large comme dans les plans expérimentaux et dans des plans théoriques. Un matériau étendu sur ce sujet et certaines questions associées de théorie cinétique, y compris les gaz ionisés, sont disponibles dans des monographies.
La solution de tâches théoriques pertinentes conduit à la nécessité d'étudier les médias avec ses propres champs électromagnétiques. Les tâches de cette classe sont sensiblement non linéaires, pratiquement ne permettent aucune introduction de petits paramètres, ce qui élimine la possibilité de leur solution analytique. Des difficultés importantes surviennent, en règle générale, avec une modélisation numérique. Par conséquent, la codroble est restée en grande partie ouverte, car les études ont été menées principalement: a) dans des modes stationnaires; b) sous la condition de restrictions serrées sur le régime de débit, la composition du plasma et la nature de l'interaction des particules; c) en utilisant une hypothèse priori sur le caractère de la distribution du composant dans la couche de garniture.
À cet égard, du champ de vision, de nombreux effets non linéaires tombent dans le processus d'évolution de la zone indignée et ayant une grande importance pratique.
La thèse considère les problèmes de modélisation numérique de la dynamique auto-cohérente du gaz ionisé dans les charges environnantes des surfaces chargées. Les tâches sont résolues dans la formulation de manière significative plus générale que celles utilisées précédemment. Beaucoup d'attention "est versée au développement de méthodes numériques efficaces existantes. Il existe une large gamme de régimes d'écoulement du gaz ionisé provenant d'un produit libre-domarié à un milieu solide.
Conclusion de la thèse sur le sujet "Mécanique de liquide, de gaz et de plasma"
2. Résultats de l'étude de la gamme d'applicabilités et du degré d'influence sur la solution des distributions quasi-stationnaires du boltzmann et de Z ^ Revil pour les électrons dans un champ électrique autocoutable, l'approximation des ions froids.
3. Méthode et résultats d'une solution numérique du problème de la relaxation de la couche fermée d'essence faiblement ionisée à la valeur intermédiaire du nombre de knudsen.
4. Modèle mathématique et procédé de résolution d'un problème direct auto-cohérent sur une sonde murale plate non stationnaire fonctionnant dans un plasma continu de basse température avec des propriétés variables et des réactions chimiques qui coule.
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Pour affiner les résultats des résultats de la recherche, vous pouvez spécifier la demande, en spécifiant les champs pour lesquels la recherche. La liste des champs est présentée ci-dessus. Par example:
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Logiquement opérateurs
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développement de l'étude
Opérateur Ou alors. Cela signifie que le document doit correspondre à l'une des valeurs du groupe:
étude Ou alors. Développement
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Pour chercher sans morphologie, devant les mots de la phrase, il suffit de mettre un signe de dollar:
$ étude $ développement
Pour rechercher le préfixe, vous devez mettre un astérisque après la demande:
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" recherche et développement "
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"Avant le mot ou avant d'être exprimé entre parenthèses.
En appliqué à un mot pour cela se trouvera à trois synonymes.
En appliquée à l'expression entre parenthèses, il sera ajouté synonyme de chaque mot s'il a été trouvé.
Non combiné à la recherche sans morphologie, recherche de préfixe ou de recherche par phrase.
# étude
Regroupement
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Par exemple, vous devez faire une demande: trouver des documents à partir duquel l'auteur d'Ivanov ou de Petrov, et le titre contient des mots de recherche ou de développement:
Recherche de mots approximative
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brome ~
Lors de la recherche, des mots comme "Brom", "rhum", "PROM", etc. seront trouvés.
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brome ~1
Par défaut, 2 modifications sont autorisées.
Intimité critère
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" développement de l'étude "~2
Pertinence des expressions
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«À la fin de l'expression, après quoi, indiquez le niveau de pertinence de cette expression par rapport au reste.
Plus le niveau est élevé, plus cette expression est pertinente.
Par exemple, dans cette expression, le mot "étude" est quatre fois pertinent pour le mot "développement":
étude ^4 Développement
Par défaut, le niveau est 1. Les valeurs valides sont un nombre réel positif.
Rechercher dans l'intervalle
Pour spécifier l'intervalle dans lequel la valeur de certains champ doit être, les valeurs limites séparées par l'opérateur doivent être spécifiées entre parenthèses. À..
Un tri lexicographique sera effectué.
Une telle demande rendra des résultats avec l'auteur, allant d'Ivanov et se terminant par Petrov, mais Ivanov et Petrov ne seront pas inclus dans le résultat.
Afin de permettre la valeur de l'intervalle, utilisez des crochets. Pour exclure la valeur, utilisez des supports frisés.
Chapitre 1. Matériaux fibreux à grande facette pour la protection thermique de LA. Modèle mathématique de structure et de propriétés thermophysiques.
1.1. Structure du système de modèle.
1.2. Caractéristiques de la définition des éléments de vecteur d'état individuel
1.3. Calcul des valeurs moyen des caractéristiques du système de modèle et du critère pour compléter la génération d'éléments représentatifs.
1.4. Caractéristiques thermophysiques de l'élément représentatif
1.5 Quelques résultats de modélisation pratique.
1.5.1. Définition des propriétés thermophysiques du matériau selon les résultats du réglage du modèle sur l'expérience thermique.
1.5.2. Vérification du modèle thermique et de ses capacités pronostiques
Chapitre 2. Reta Moam pour la protection thermique de LA. Modèle mathématique de structure et de propriétés thermophysiques.
2.1. Matériaux de bouclier de chaleur à base de discochrome de mousse. Brève description des résultats expérimentaux.
2.2. Modèle mathématique de mousse de lumière à haute résistance
2.2.1. Structure des conditions de matériau et d'équivalence de la description
2.2.2. Propriétés physiques de la formation de substances. Calcul des caractéristiques des éléments représentatifs.
2.3. Modélisation et propriétés de prévision. Certains résultats sur le projet "VER1CO1OCHO".
Chapitre 3. Modèle de rayonnement de matériaux de blindage à chaud légers à haute résistance. THÉORIE.
3.1. Dispersion des radiations par des particules de tailles finies dans les théories vectorielles et scalaires. Caractéristiques du processus de diffusion.
3.2. Dispersion par une balle homogène.
3.3. Dispersion des radiations par cylindre circulaire direct.
3.4. Dispersion des radiations par des éléments représentatifs.
3.5 Indicatrice continue de l'élément représentatif.
3.6. Élément représentatif éclairé dans la direction du flux de chaleur externe.
Chapitre 4. Propriétés de rayonnement des matériaux de blindage à chaud légers à haute résistance. Expérience informatique.
4.1. Tester des programmes clés.
4.1.1. Contrôle de l'exactitude du travail des programmes de modélisation de l'interaction du rayonnement avec une balle et un cylindre.
4.1.2. Générateurs de distribution. Approbation.
4.2. Propriétés spectrales des éléments représentatifs.
4.2.1. Spectres d'absorption et de dispersion.
4.2.2. L'effet de la direction d'illumination à l'indicateur spectral de la diffusion d'éléments représentatifs.
4.2.3. L'influence des facteurs structurels sur l'indicatrice de l'élément représentatif.
4.3. Modéliser les propriétés spectrales du matériau dans son ensemble. Identification des paramètres lors de la mise en place du modèle spectral
Chapitre 5. Transfert de rayonnement dans une couche plate de la chaleur empilée: une méthode de résolution du problème spectral dans une formulation d'intégrole différentielle. 174 5.1. Fourniture de la tâche.
5.2. Bref aperçu et méthodes numériques abstraites.
5.3. Une méthode de réglage explicite d'une étape pour un problème stationnaire
5.3.1. Mise à l'échelle.
5.3.2. La forme divergente de l'équation et de son approximation.
5.4. Fractionnement des opérateurs dans des tâches non statistionnaires.
5.4.1. Approximation explicite. Certaines règles de la méthode de fractionnement.
5.4.2. Fractionnement avec approximation combinée et implicite
5.4.3. Conditions limitrophes pour les fonctions sur les étapes fractionnaires.
5.5 Un schéma explicite "correcteur-correcteur de prédicteur".
5.5.1. Méthode générale de méthode et propriétés de base du prédicteur.
5.5.2. Analyse du travail de "correcteur". Problèmes fatals de la méthode des deux Haule.
5.5.3. Régularisation des méthodes "prédicteur" de théorie de perturbation
5.6. Fractionnement en trois étapes "sur les processus physiques".
Chapitre 6. Transfert de rayonnement dans la couche de couche plate LA: Solution spectrale Méthode
Tâches dans la formulation intégrale.
6.1. La forme intégrale du problème de transfert de rayonnement dans la couche.
6.2. Quelques problèmes de résolution du problème sous la forme intégrale.
Sur la possibilité d'itérations directes.
6.3. Tâche dans la production extrême. Méthode d'optimisation fonctionnelle
6.4. Certains résultats et discussions.
Liste recommandée de mémoire
Développement de la méthodologie d'études sur les processus de transfert de chaleur et la destruction thermique de matériaux composites et translucides dans l'action du rayonnement 2008, Docteur de sciences techniques Tovstonog, Valery Alekeseevich
Identification paramétrique des modèles mathématiques d'échange de chaleur dans des matériaux de protection thermique non destructifs et d'isolation thermique 2012, candidat de Technical Sciences Titov, Dmitry Mikhailovich
Méthodes de haute précision de modélisation expérimentale et mathématique des procédés d'échange de chaleur dans les couches de revêtements de protection thermique hautement pharmaceutique d'aéronefs 2014, candidat des sciences techniques Murzhina, Alena Vyacheslavovna
Enquête sur les rayonnements thermiques des installations d'énergie par la méthode d'expérience informatique 2004, candidat des sciences techniques Beliugov, Artem Anatolyevich
Capacité émettrice et propriétés optiques des matériaux isolants thermiques à haute température à base d'oxydes de silicium et d'aluminium 2007, candidat des pluies techniques de Sciences, Vitaly Stanislavovich
La thèse (partie de l'abstrait de l'auteur) sur le thème "Méthodologie des propriétés de recherche et de prévision des matériaux très pharmaceutiques pour la protection thermique des aéronefs"
Pour les véhicules spatiaux et les systèmes de transport d'utilisation répétée, la fourniture de conditions thermiques est l'un des éléments les plus importants qui déterminent les solutions structurelles de base. Par conséquent, la proportion de la masse de ces aéronefs (JIA), qui se présente sur le changement de chaleur est très significative. Par exemple, dans les systèmes spatiaux de la navette spatiale et le Buran, il était environ 9%. La création de nouveaux matériaux de protection thermique et de matériaux structurels avec des propriétés spécifiques joue lors de la conception et de la diminution de la masse de protection thermique de tels systèmes un rôle clé. Cependant, l'amélioration de la protection thermique est associée non seulement à l'utilisation de nouvelles recettes, mais également à l'optimisation des structures déjà existantes afin d'obtenir le meilleur effet pour des conditions de fonctionnement spécifiques du matériau. Par exemple, une diminution de la masse de chocs thermiques nécessaires pour garantir que le régime thermique requis de la JIA peut être fourni non seulement par l'utilisation de matériaux plus efficaces, mais également par une diminution des réserves de protection en épaisseur due à une épaisseur plus précise. Prévision de ses propriétés en fonction des résultats d'une étude détaillée des processus d'échange de chaleur survenant dans les matériaux et les éléments. Designs.
La solution de toutes ces tâches est associée à une grande quantité d'études expérimentales coûteuses. Il convient également de garder à l'esprit que la mesure directe de nombreuses caractéristiques physiques importantes est souvent impossible. Sans attirer des outils de modélisation mathématiques, il est difficile de déterminer et de prédire les valeurs de telles quantités physiques importantes telles que les composants conducteurs et les éléments de radiation de la conductivité thermique complète, des coefficients de rayonnement de diffusion, de la dispersion et de l'absorption, de la diffusion de diffusion, etc., Ils sont associés à des processus ayant un processus purement local ou spectral. Caractère. De plus, seuls les échantillons de matériel existants peuvent être examinés expérimentalement. Par conséquent, le développement de nouvelles et d'optimisation de l'utilisation des matériaux existants, une diminution du calendrier et de la valeur de ces processus est également associée à l'utilisation de méthodes de modélisation mathématiques. L'utilisation de modèles mathématiques implémentées dans la pratique sous la forme de packages d'applications permet de faire une période relativement courte d'analyser un grand nombre d'options, de choisir le meilleur volume d'études expérimentales et d'explorer des processus qui ne sont pas disposés à la gestion expérimentale directe. recherche. La modélisation mathématique élargit considérablement les possibilités de l'expérience, vous permet de prédire les propriétés des matériaux déjà au stade de leur conception et de leur développement, en mode avancé pour ajuster la technologie de production.
Figure. 1: Analyse et prévision de propriétés matérielles.
Mais la construction d'un modèle mathématique est impossible sans informations fiables sur les propriétés principales des matériaux à l'étude, que seule l'expérience peut donner. Le chemin évident qui vous permet de surmonter ce complexe de problèmes est une combinaison de modélisation mathématique de matériaux avec les résultats des mesures indirectes de certaines de ses propriétés principales. Le diagramme schématique de cette approche est décrit à la Fig.1. La nature indirecte des mesures implique que les propriétés des matériaux sont intéressées sont analysées par des mesures directes de valeurs plus accessibles (température, fractions de masse et densité, etc.) avec l'utilisation ultérieure de certaines méthodes d'identification, en particulier sur la base de résoudre les problèmes d'échange de chaleur inverse. (OZE,).
C'est pour une manière que de nombreux chercheurs de propriétés et de développeurs de matériaux dans notre pays et à l'étranger soient venus. Le travail le plus frappant prévaut précisément une approche globale qui fournit une étude approfondie et complète des matériaux, créant ainsi leurs modèles pronostiques inclus dans le processus technologique de la recherche et du développement. Étant donné que de nombreux travaux fondamentaux dans les méthodes d'identification des propriétés et des matériaux de modélisation ont été réalisés dans notre pays, un certain nombre d'études remarquables sur les propriétés de matériaux hautement phasés ont été réalisées par des scientifiques russes. Cependant, dans la mesure où dans de nombreuses études de matériaux, une partie importante des informations est perdue en raison du fait que la modélisation de ceux-ci ne s'applique pas et la procédure d'interprétation des résultats de l'expérience triviale.
Des modèles mathématiques existants de matériaux très poreux et sont maintenant largement loin d'être parfaits. Souvent, la partie optique est affaiblie, car dans ces modèles néglige des effets de diffraction remplacés par des effets de blindage. L'exactitude de cette approche des propriétés de modélisation avec des matériaux de blindage thermique avec porosité supérieure à 90% est suffisamment douteuse, car le rôle du rayonnement dans les processus d'échange de chaleur à des températures élevées est assez important et l'interaction du rayonnement avec le corps dépend très difficile. sur les caractéristiques géométriques du corps même dans le cas des corps de la forme la plus simple. Dans les modèles qui prennent en compte les processus de diffraction, seuls des fragments sphériques sont pris en compte ou les caractéristiques de la structure des matériaux ne sont pas prises en compte, ou des limites de la nature de l'éclairage des fragments. En conséquence, dans de tels modèles, il n'existe aucun nombre suffisant de paramètres libres, ce qui permet d'assurer l'adéquation de la description ou est utilisé inacceptable d'un point de vue physique. Les moyens d'ajuster les résultats de la modélisation. Tout cela réduit la possibilité, la précision, l'exactitude et l'efficacité des modèles mathématiques décrivant les processus d'échange de chaleur en matière de protection thermique et d'isolation thermique.
Ainsi, la création d'une méthodologie complète de modélisation mathématique, de recherche et de prévision de propriétés permettant de créer des matériaux de bouclier de chaleur avec des propriétés spécifiées est importante pour un certain nombre d'industries ayant un problème scientifique à jour. Pour résoudre ce problème, un certain nombre de tâches problématiques sont résolues dans cette thèse, à savoir les tâches:
Amélioration du modèle mathématique pronostique statistique existant de la structure et des propriétés thermophysiques des matériaux hautement pharmaceutiques fibreux utilisés pour les boucliers de la chaleur;
Développer un modèle similaire pour les matériaux de maille légers, qui peuvent également être utilisés pour les quarts de chaleur;
Développement de la théorie de l'interaction du rayonnement électromagnétique avec des éléments de modèles mathématiques de structure basés sur une théorie électromagnétique classique (théorie de MI), ses conséquences et sa théorie scalaire de diffraction;
Développements sur cette base du modèle mathématique des propriétés optiques spectrales des matériaux de blindage à la chaleur léger à haute résistance;
Développement de méthodes efficaces pour calculer les processus de transfert de rayonnement dans des couches de matériaux de blindage à la chaleur léger à haute résistance.
La thèse consiste en introduction, six chapitres et conclusion.
Travaux de thèse similaires spécialité "Régimes de force et thermiques des aéronefs", 05.07.03 CIFRA VACC
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2008, candidat des sciences techniques mjo tan
Exchange de chaleur complexe dans des environnements translucides avec transition de phase 1 2003, Docteur de Sciences physiques et mathématiques Savvinova, Nadezhda Aleksandrovna
Économie d'énergie Coups d'épargne Designs de bâtiments civils avec isolation efficace 1999, docteur en sciences techniques Dmitriev, Alexander Nikolaevich
Conclusion de la thèse sur le sujet "Régimes de force et thermiques des aéronefs", Cherepanov, Valery Veniaminovich
Conclusion
Les résultats des travaux les plus importants sont les suivants:
1. Le problème de la mise au point d'une méthodologie complète pour étudier les propriétés physiques des matériaux fibreux et mailles hautement pharmaceutiques pour la protection thermique La, sur la base de la méthode de simulation de Monte Carlo, est donnée. Pour cela, des modèles mathématiques statistiques ont été créés, couvrant la structure, les propriétés thermophysiques, électriques et spectrales de ces matériaux. Les modèles pour la première fois dans la pratique mondiale combinent la comptabilisation des schémas statistiques réels de la structure du matériau avec une description assez complète des processus de rayonnement et des propriétés thermophysiques. La fiabilité du modèle thermophysique des matériaux est confirmée par le fait que: a) son réglage est possible, dans lequel les résultats du calcul de la conductivité thermique et de la capacité de chaleur à différentes pressions et des températures sont pleinement conformes aux résultats des expériences de Mai. et vim; b) Déviations de températures obtenues dans la résolution de problèmes non stationnaires d'échange de chaleur de rayonnement avec les coefficients thermophysiques calculés et des températures obtenues dans MAI avec une étude expérimentale d'échange de chaleur non stationnaire dans des matériaux fibreux à divers modes de leur chauffage ou de leur refroidissement , atteindre 5% seulement à un taux de chauffage élevé et dans d'autres cas moins de 1%. La précision du modèle spectral de matières fibreuses a été confirmée par correspondance dans l'erreur de l'expérience des résultats de la modélisation du coefficient d'absorption spectrale (erreur de modélisation inférieure à 13,4%) et le coefficient de transport spectral de la diffusion de rayonnement (erreur de modélisation inférieure à 5% ) des résultats expérimentaux matériels TMK-10 du RAS. Tous les résultats expérimentaux ont été obtenus par leurs auteurs sur des équipements certifiés et publiés.
2. La possibilité d'utiliser les modèles mathématiques créés de type statistique est prouvé comme un moyen de prévision, permettant, après la mise en place du modèle aux données expérimentales sur tout matériau, de prédire une large gamme de caractéristiques des matériaux similaires et significativement réduire leurs études expérimentales.
3. Une modernisation du modèle statistique précédemment développé (OM Alifanov, Na Bogogov) de la structure et des propriétés thermophysiques des matériaux fibreux hautement pharmaceutiques pour la protection thermique de LA a été effectué, ce qui le rend converti en un modèle plus général de thermophysique, Propriétés électriques et spectrales, applicables non seulement à des matériaux fibreux, mais également à mesh pour la protection thermique, et destinés à déterminer la capacité de chaleur, de conductivité thermique pleine et de son composant, une résistance électrique spécifique, une constante diélectrique complexe et un indice de réfraction, des coefficients d'absorption spectrale, Diffusion et diffusion des rayonnements, des actes d'accusation de diffusion. Le modèle modernisé est plus efficace, car il y a: a) une généralisation a été effectuée qui admet une illumination de fragments de matériau des orientations arbitraires; b) la possibilité d'ajuster le volume d'éléments représentatifs dans le processus de génération de leur séquence est mise en œuvre, ce qui permet d'obtenir les valeurs nécessaires de la densité de masse moyenne sur un échantillon plus petit; c) Un algorithme de moyen de calcul spécial est utilisé pour réduire la quantité d'informations nécessaires au calcul des valeurs moyen des caractéristiques de la séquence d'éléments représentatifs.
4. Equations obtenues pour déterminer la taille moyenne d'éléments orthogonaux représentatifs de matériaux extrêmement poreux pour la protection thermique de LA. Ces valeurs sont nécessaires à la bonne organisation de la simulation de ces matériaux par Monte Carlo.
5. Procédé de calcul des radiations et des composants conducteurs d'une conductivité thermique totale, caractérisée par une précision plus élevée (en prenant en compte une anisotropie lorsqu'il d'éclairage de fragments de matériau) et d'efficacité (optimisation de la moyenne de la moyenne, variation du volume lors de la génération d'éléments représentatifs).
6. L'effet des valeurs des caractéristiques des substances de formage sur les propriétés de matériau est étudiée, il est montré comment ces valeurs peuvent être déterminées par les résultats du réglage du modèle à un matériau particulier.
7. Un modèle mathématique analytique de l'interaction du rayonnement avec un élément orthogonal représentatif d'un matériau hautement phase, qui permet la possibilité de son éclairage dans une direction arbitraire et le principe de fonctionnement du "scanner virtuel" est un outil logiciel qui permet d'obtenir et d'explorer le schéma continu de rayonnement dispersé par des éléments orthogonaux représentatifs du matériau. La précision et la précision de la modélisation de l'interaction du rayonnement avec des fragments de matériaux sont confirmées par la coïncidence des résultats des calculs de test avec les données données dans la littérature classique sur la théorie des théories.
8. Développement des méthodes de calcul de manière non péculaire définie et convient donc aux expériences de calcul de la diffusion spectrale d'indonatrix de matériaux de protection thermique lumineuse: procédé caractérisé par la possibilité d'illuminer des éléments représentatifs à partir d'orientations arbitraires et d'une méthode simplifiée pour le représentant Éléments orthogonaux allumés le long de l'un des fragments cylindriques.
9. Une méthode d'établissement en trois étapes numérique a été développée pour résoudre le problème de transfert de rayonnement dans une couche plane de la Heat-Shield, qui présente un stock plus élevé de stabilité informatique par rapport à la méthode Two-Haule utilisée traditionnellement. Non traditionnel, en utilisant l'équation intégrale de la Fredholma du deuxième type, approche de l'étude du transfert de rayonnement dans des couches plates de couches de protection thermique à haute résistance. Dans sa structure, une méthode numérique de minimisation fonctionnelle stabilisée a été développée pour résoudre le problème de transfert de rayonnement dans une couche plate de la cachette de la chaleur, permettant d'obtenir des solutions même discontinues avec une grande précision. La précision des méthodes est établie à l'aide de méthodes traditionnelles d'analyse d'algorithmes informatiques, à la suite de la comparaison de solutions numériques et analytiques de tâches de test, de contrôle résiduel pendant la solution.
10. Création d'un ensemble de programmes à la fois par modélisation mathématique des propriétés de matériaux hautement pharmaceutiques et de maille utilisés pour les boucliers thermiques de LA et en résolvant les problèmes de transfert de rayonnement cinétique spectral dans leurs couches plates. Modélisation des propriétés du carbone cellulaire en mousse. Les prévisions des propriétés thermophysiques d'un certain nombre de matériaux de blindage thermique, ce qui permet d'optimiser ces matériaux par rapport à divers critères de qualité, ce qui est important pour la conception de systèmes prospectifs de protection thermique de LA. Une analyse de la possibilité et de l'optimalité de l'utilisation de carbone à cellules mousses dans le programme spatial international "Velialoto" a été réalisée. Selon les résultats des études, des recommandations spécifiques sont données.
Les résultats de la thèse ont été rapportés à plusieurs reprises lors de conférences scientifiques et publiées dans les travaux. Sur ceux-ci, 12 travaux sont publiés dans des publications recommandées par VAC.
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