Учебное пособие 1833
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
57 ОТЧЕТНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПРОФЕССОРСКО-ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКОГО СОСТАВА, СОТРУДНИКОВ, АСПИРАНТОВ И СТУДЕНТОВ
Секции
«Физика твердого тела», «Физика и техника низких температур»
Тезисы докладов
(г. Воронеж, 17 апреля 2017 г.)
Воронеж 2017
УДК 538.9 (06)
ББК 22.3я4
Ф 503
57 Отчетная научно-техническая конференция профессорскопреподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов. Секции «Физика твердого тела», «Физика и техника низких температур»: тез. докл. [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые и граф. данные (2,2 Мб). – Воро-неж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2017. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM): цв. – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ; Windows XP; SVGAс разрешением 1024x768; Adobe Acrobat; CD-ROM дисковод; мышь. – Загл. с
экрана.
В представленных докладах нашли отражение результаты экспериментальных исследований и компьютерного моделирования структуры и физических свойств различных конденсированных сред, проводимых учеными, аспирантами и студентами старших курсов кафедры физики твердого тела Воронежского государственного технического университета.
Опубликованные материалы соответствуют научному направлению «Физика и технология наноструктурированных материалов» и перечню критических технологий Российской Федерации, утвержденному Президентом Российской Федерации.
Редакционная коллегия:
Ю.Е. Калинин – д-р физ.-мат. наук, проф. – ответственный редактор, Воронежский государственный технический университет;
С.А. Гриднев – д-р физ.-мат. наук, проф., Воронежский государственный технический университет;
Л.Н. Коротков – д-р физ.-мат. наук, проф., Воронежский государственный технический университет;
А.В. Ситников – д-р физ.-мат. наук, проф., Воронежский государственный технический университет;
О.В. Стогней – д-р физ.-мат. наук, проф. – ответственный секретарь, Воронежский государственный технический университет
Рецензенты: кафедра физики твердого тела и наноструктур ВГУ (зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф.
Э.П. Домашевская); д-р физ.-мат. наук, проф. А.Т. Косилов
© Коллектив авторов, 2017 © ФГБОУ ВО «Воронежский
государственный технический университет», 2017
УДК 537.322
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МОДУЛЯ ПЕЛЬТЬЕ
Д.Г. Лизнева, студент гр. ЯЭ-151, О.В. Калядин
Кафедра физики твердого тела
Термоэлектричество является достаточно сложным и специфичным направлением в современной науке и технике и в настоящее время имеет большие перспективы развития. Термоэлектрические системы охлаждения обладают рядом достоинств, однако низкая энергетическая эффективность зачастую не позволяет им конкурировать с традиционными устройствами охлаждения. Процессы, происходящие в термоэлектрических системах, характеризуются тесной связью тепловых и электрических явлений, наличием множества нелинейных параметров, по-своему влияющих на режимы работы устройств. Поэтому в начале разработки системы охлаждения целесообразно уделить особое внимание моделированию протекающих в ней физических процессов, поскольку таким образом можно оценить оптимальные геометрические и рабочие характеристики системы.
В данной работе рассматривается математическая модель термоэлектрического охлаждающего модуля. При ее разработке приняты некоторые допущения, в частности: не учитывается теплообмен с окружающей средой, принимается, что градиент температур направлен нормально к поверхности модуля, а также, что джоулево тепло распределяется поровну между холодным и горячим спаями. В основу модели легли следующие соотношения:
– уравнения теплового баланса горячего и холодного спаев
Q N |
|
|
T I N |
|
|
|
|
|
f |
(T T ) |
|
Sиз |
(T T ) |
1 |
|
I 2 |
R N |
|
|
N |
|
R |
|||||||
эл |
эл |
эл |
|
|
|
|
из |
|
|
|
|
эл |
|
||||||||||||||||
|
г |
|
h |
г |
x |
|
h |
|
г |
x |
2 |
|
|
эл |
|
ш |
ш |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Q N |
|
T I N |
|
|
|
|
f |
(T T ) |
|
|
Sиз |
(T T ) |
|
1 |
I 2 |
R N |
|
N |
R |
||||||||||
эл |
эл |
эл |
|
|
|
из |
|
|
эл |
||||||||||||||||||||
0 |
|
x |
|
|
h |
г |
x |
|
h |
|
г |
x |
2 |
|
эл |
|
|
|
ш |
ш |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
– уравнения теплоотдачи по горячей и холодной сторонам |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Q |
|
г (Tг 2 |
T ) F , Q0 |
|
|
|
x (T0 |
Tx2 ) F |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
– уравнения теплопроводности коммутационных шин и теплопереходов
Tг 2 Tг Q |
hк |
|
|
hш |
, Tx2 Tx Q0 |
hк |
|
|
hш |
к |
F |
|
ш sш Nшг |
к |
F |
|
ш sш Nшг |
||
|
|
|
|
– выражения для потребляемой мощности, холодильного коэффициента, средней температуры ветви и среднего значения термоэдс
W Q Q |
, |
Q0 |
, T |
Tг Tx |
, |
(Tг ) (Tx ) |
0 |
|
W |
s |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
Кроме того, в систему входят выражения, отражающие температурные зависимости физических свойств термоэлектрического материала ветвей: электропроводности, термоэдс и теплопроводности, полученные путем аппроксимации экспериментальных данных:
n f (Ts ) , p f (Ts ) , n f (Ts ) , p f (Ts ) , n f (Ts ) , p f (Ts )
В качестве исходных данных задаются геометрические параметры ветвей и модуля, значения температур внешних сред и коэффициентов теплоотдачи по горячей и холодной сторонам, сила тока. Разработанная модель позволяет определять рабочие характеристики модуля в стационарном режиме, такие как холодопроизводительность, потребляемая мощность, холодильный коэффициент, рабочий перепад температур, а также анализировать влияние внешних условий и конструктивных параметров на изменение этих характеристик.
Предварительные расчеты по модели показали хорошее согласование с экспериментальными результатами.
3
УДК 537.322
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОХЛАЖДАЮЩЕГО МОДУЛЯ В СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ
Д.Г. Лизнева, студент гр. ЯЭ-151, О.В. Калядин
Кафедра физики твердого тела
В данной работе рассматриваются результаты численного эксперимента, проведенного в системе компьютерной алгебры MathCAD в рамках математической модели термоэлектрического охлаждающего модуля.
Были получены токовые зависимости холодопроизводительности, потребляемой мощности, холодильного коэффициента и рабочего перепада температур отдельного модуля. Кривая холодопроизводительности имеет максимум, который достигается при определенном значении питающего тока, принятом как оптимальное (рис.1). Кроме того, положение максимума зависит как от внешних условий (коэффициентов теплоотдачи по холодной и горячей стороне), так и от конструктивных параметров модуля (высоты, площади поперечного сечения ветви, расстояния между ними). Например, на рисунке 1 показано, что с увеличением коэффициента теплоотдачи по горячей стороне, оптимальный ток возрастает, а при значении αg = 50 кВт/м2K выходит на насыщение и дальнейшее увеличение коэффициента теплоотдачи на него не влияет.
Рис. 1 Токовая зависимость холодопроизво- |
Рис. 2 Зависимости холодопроизводи- |
||
дительности при различных значениях |
|||
тельности, потребляемой мощности и хо- |
|||
коэффициента теплоотдачи по горячей |
|||
лодильного коэффициента от высоты |
|||
2 |
|
||
стороне αg, Вт/м |
K: 1 - αg = 1000, 2 - αg |
ветви при I = 5 A, αg = 1000 Вт/м2K |
|
= 2000, 3 - αg = 5000, 4 - αg = 10000, 5 - |
|
||
αg = 20000 |
|
||
Перечисленные выше внешние условия и конструктивные параметры влияют не только на оптимальное значение тока, но и на рабочие характеристики модуля. Так например, на рисунке 2 показаны зависимости холодопроизводительности, рабочего перепада температур и холодильного коэффициента от высоты ветви. Из рисунка видно, что существует оптимальное значение высоты ветви, при котором холодопроизводительность достигает максимума, для указанных на рисунке условий – это 0,95 мм. С увеличением тока и коэффициента теплоотдачи по горячей стороне оптимальная высота уменьшается.
Таким образом, моделирование рабочих процессов термоэлектрического модуля позволяет определить оптимальные геометрические характеристики его элементов и силу тока при заданных коэффициентах теплоотдачи по холодной и горячей сторонам.
4
УДК 538.945
ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ СИГНАЛА ОТКЛИКА Bi-ВТСП НА ПЕРЕМЕННОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
А.С. Баркалова, студент гр. ЯЭ-141, А.В. Сергеев, аспирант, И.М. Голев
Кафедра физики твердого тела
В работе проводились измерения температурных зависимостей напряжений второй гармоники сигнала отклика U2(Т) многофазного сверхпроводника состава Bi-Sr-Ca-Cu-O (Bi-2223 – 46%; Bi-2212–52%), полученного методом твердофазного синтеза, на суперпозицию низкочастотного переменного и постоянного магнитных полей.
Измерения проводились индуктивным методом [1] на установке, описанной в [2]. Обнаружено, что в отличие от известных литературных данных в резистивном состоянии на зависимости U2(Т) наблюдается максимум. Результа-
ты измерений представлены на рис. 1. На рис. 2 приведена зависимость максимума второй гармоники сигнала отклика от величины приложенного постоянного магнитного поля. Как видно из рисунков, четные гармоники сигнала отклика существуют только при приложении постоянного магнитного поля.
В случае 
амплитуда четных гармоник стремится к нулю.
Анализируя зависимость R(T) и фазовый состав исследуемого сверхпроводника, можно сделать вывод, что нелинейный отклик возникает в локальных сверхпроводящих областях (кластерах) фазы Bi-2223, окруженных нормальной матрицей из фазы Bi-2212.
Обнаруженный эффект возникновения четных гармоник в многофазном сверхпроводнике в резистивном состоянии не описывается известными моделями и требует дополнительного обсуждения.
Литература 1. Голев И.М. Нелинейные свойства многофазных высокотемпературных сверхпро-
водников системы Bi-Sr-Ca-Cu-O в области температур сверхпроводящего перехода/ И.М. Голев, А.В.Сергеев, О.В. Калядин // ФТТ. – 2017. – Т. 559. – №1. – С. 19–22.
2. Сергеев А.В. Установка для измерения нелинейных свойств высокотемпературных сверхпроводников при комплексном воздействии переменных и постоянных магнитных полей/ А.В. Сергеев, И.М. Голев, О.В. Калядин, С.М. Уколова, А.А. Великосельская // Известия ЮЗГУ. Серия Техника и технологии. – 2016. – №3. – С. 146–153.
5
УДК 538.945
НЕЛИНЕЙНЫЙ ОТКЛИК СВЕРХПРОВОДНИКА СИСТЕМЫ Bi-Sr-Ca-Cu-O НА ПЕРЕМЕННОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
В.А. Гвоздевская, студент гр. ЯЭ-141, А.В. Сергеев, аспирант, И.М. Голев
Кафедра физики твердого тела
Проводились измерения отклика высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП) системы Bi-Sr-Ca-Cu-O на низкочастотное переменное магнитное поле. Образец, состоящий из двух фаз:
Bi-2223 (46%) и Bi-2212 (52%), разме-
рами 3,2×3,2×20 мм3 и плотностью 4,1 г/см3, был изготовлен по двухстадийной керамической технологии.
Измерения электросопротивления образца проводились методом вольтметра-амперметра. Спектральный состав сигнала отклика ВТСП измерялся по индуктивной методике, с однослойной катушки, намотанной на образец. Измерения проводились в области температур сверхпроводящего перехода, при воздействии переменного маг-
нитного поля индукцией B=10 Гс и частотой f=1000 Гц, направленного вдоль главной оси симметрии образца. Гармоники из сигнала отклика ВТСП были выделены с помощью селективного микровольтметра, как описано в [1].
Как видно из результатов измерений, в интервале температур Т=100÷93 К, когда сверхпроводник находится в резистивном состоянии, напряжения третьей, пятой и седьмой гармоник имеют максимумы. С увеличением порядкового номера, амплитуды гармоник затухают. В ходе измерений чётные гармоники не наблюдались.
Нелинейный отклик возникает в локальных сверхпроводящих областях фазы Bi2223, окруженных нормальной матрицей из фазы Bi-2212, что следует из анализа кривой R(T). Индуцированный ток в фазе Bi-2223, вероятно, превышает значение критического тока фазы Bi-2223, что приводит к появлению в фазе Bi-2223 резистивного состояния. Возникают импульсы напряжения, представляющие собой фрагменты синусоиды, и как результат – появление гармонических составляющих. Так как вольт-амперные характеристики ВТСП в этом случае описываются нечетными функциями, то в сигнале отклика присутствуют нечетные гармоники [2, 3].
Литература
1.Сергеев А.В. Установка для измерения нелинейных свойств высокотемпературных сверхпроводников при комплексном воздействии переменных и постоянных магнитных полей/ А.В. Сергеев, И.М. Голев, О.В. Калядин, С.М. Уколова, А.А. Великосельская // Известия ЮЗГУ. Серия Техника и технологии. – 2016. – №3. – С. 146–153.
2.Голев И.М. Нелинейные свойства многофазных высокотемпературных сверхпроводников системы Bi-Sr-Ca-Cu-O в области температур сверхпроводящего перехода/ И.М. Голев, А.В.Сергеев, О.В. Калядин // ФТТ. – 2017. – Т. 559. – №1. – С. 19–22.
3.Андреев В.С. Теория нелинейных электрических цепей: учеб. пособие для вузов/ В.С. Андреев. – М.: Радио и связь, 1982. – 280 с.
6
УДК 621.56
ТЕПЛОПРИТОКИ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ
Е.В. Дворецкая, cтудент гр. ЯЭ-131, И.М. Шушлебин
Кафедра физики твердого тела
Рефрижераторный вагон – универсальный крытый вагон для перевозки скоропортящихся грузов, длительное хранение которых возможно только при пониженных температурах (в том числе ниже 0 °С). Для соблюдения условий, при которых груз не подвергается воздействию физико-химических и биогенных факторов, снабжён холодильной машиной. Основная доля перевозок скоропортящихся грузов по железным дорогам приходится на дальность более 600 км. Большинство из них составляют продукты питания. Рефрижераторные вагоны имеют цельнометаллический кузов с хребтовой балкой и термоизоляционной прослойкой, защищающей внутреннее пространство вагона (и, следовательно, груз) от теплового воздействия извне. Основным отличием от других изотермических вагонов является наличие холодильного оборудования и электрического отопления. В холодильных машинах рефрижераторного подвижного состава используют такие хладагенты как аммиак и фреон, электропитание от дизель-генераторов. Для отопления используются электрические печи. Также рефрижераторы включают в себя устройства принудительной циркуляции воздуха и вентиляции грузового помещения.
Определение количества тепла, поступающего в грузовое помещение вагона - рефрижератора, относится к теплотехническим расчетам. На основании этих расчетов решают такие задачи как определение расчетной тепловой нагрузки при проектировании нового холодильного оборудования или теплоизоляции вагонов; определение потребной или фактической тепловой нагрузки для эксплуатационных целей; оценка возможности поддержания требуемого температурного режима перевозки и выявление причин его нарушения. Суть заключается в сопоставлении хладопроизводительности устройств охлаждения и всех теплопоступлений внутрь вагона в зависимости от времени суток и места его нахождения.
При этом необходимо определить усредненный расход холода в приближенных к реальным условиях, когда такой расход зависит от изменяющейся температуры наружного воздуха, вида подвижного состава, заданной температуры внутри вагона.
Обычно рассматривают десять теплопритоков различного происхождения, которые подразделяются на непрерывные Q1...Q4 , периодические Q5...Q8 и разовые Q9...Q10:
Теплоприток через ограждение кузова Q1. Теплоприток за счет инфильтрации воздуха Q2. Теплопритоки на охлаждение груза и тары в вагоне Q3.
Теплоприток за счет биохимического тепла Q4 (рассчитывается отдельно для стационарного и нестационарного режимов).
Теплоприток за счет солнечной радиации Q5.
Теплопоступления за счет притока свежего воздуха при вентилировании вагона Q6. Обычно считаются равными 0 так как правилами перевозок предусмотрено вентилирование только бананов и некоторых других грузов в зимнее время.
Теплопоступления за счет работы вентиляторов – циркуляторов Q7.
Теплоприток за счет оттаивания снеговой шубы на испарителях Q8 определяютолько для 5-ти вагонных секций и автономных вагонов.
Теплоприток за счет охлаждения вагона Q9 существует только до тех пор, пока в вагоне охлаждается воздух, то есть в нестационарном режиме.
Теплоприток через открытые двери при погрузке Q10.
7
УДК 621.56
ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ТЕРМОБУДОК НА БАЗЕ АВТОМОБИЛЯ «ГАЗель»
Е.В. Михеев, cтудент гр. ЯЭ-131, И.М. Шушлебин
Кафедра физики твердого тела
Основным назначением фургона-рефрижератора является перевозка скоропортящихся продуктов питания и товаров, требующих особые условия транспортировки, а именно соблюдения температурного режима. Конструкция термобудок для автомобиля ГАЗ позволяет создать внутри фургона температурный режим от +12 градусов до -20 градусов, который можно регулировать в зависимости от требований к температуре перевозимого товара. Фургон-рефрижератор Газель выпускается заводом-изготовителем на следующие шасси данного автомобиля: ГАЗ-3302, ГАЗ-33022, ГАЗ-33023, ГАЗ-330232, ГАЗ33106, ГАЗ-2705 и Газель Next. Фургон-рефрижератор универсален для каждой модели и изготовлен из сэндвич-панелей, объединенных в монолитную конструкцию, утеплен внутри теплоизоляционным материалом, чаще всего это плиты из пенополистирола. Снаружи фургон обшит листовым материалом белого цвета из металла с антикоррозионным покрытием, а изнутри – оцинкованной сталью, безопасной для перевозки продуктов питания. Существует два варианта исполнения фургона-рефрижератора в зависимости от температурных условий (охлаждение или глубокая заморозка). Толщина стенок первого варианта составляет 5 сантиметров, а второго – 10 сантиметров. Все модели Газелейрефрижераторов имеют задние распашные ворота. Основные параметры Газелирефрижератора – это его грузоподъемность, а также возможный диапазон температур, который может выработать холодильное оборудование. Для товаров, которым требуется только охлаждение, температура внутри фургона должна колебаться в диапазоне от 0 до +5 градусов. А для товаров, требующих глубокую заморозку, температура должна быть понижена до -20 градусов.
Грузоподъемность рефрижератора на базе автомобиля ГАЗ-3302 небольшая и составляет около 1 тонны, на базе Газели Next – 1,5 тонны, а на ГАЗ Валдай – 3,5 тонны, что гораздо больше предыдущих вариантов. Габариты фургонов на различные модели автомобиля ГАЗ отличаются друг от друга и имеют следующие размеры. На семействе ГАЗ3302 длина составляет 3000 мм, ширина – 2000 мм, а высота – 1900 мм. На автомобиле ГАЗ Валдай длина составляет 3600 мм, ширина – 2300 мм, а высота – 2000 мм. На Газели Next длина – 3000 мм, ширина – 2000 мм, а высота – 1800 мм. По габаритам фургона ГАЗ Валдай опережает другие модели, также как и по грузоподъемности. Завод-изготовитель производит фургоны-рефрижераторы не только стандартного размера, но и по индивидуальному заказу покупателя. Более того, внутри фургона может быть разделение на несколько секций для товаров, требующих разных температурных режимов. Современные модели имеют достаточно толстые стенки. В качестве внутренней обшивки применяется толстый профиль из оцинкованной стали. Этот профиль достаточно жесткий и качественный, он не окисляется и отлично выдерживает химическое воздействие. Однако кроме профиля в качестве обшивки может использоваться пластик или же нержавеющая сталь. Также используется специальный, предварительно согнутый профиль. Он имеет более легкий вес в сравнении с обычным профилем на более чем 30%. Хоть вес фургона и довольно легкий, но все соединения достаточно прочные. В качестве крепежных элементов применяют оцинкованный металл. В качестве крепежной основы применяют полозья из цельного металла, которые закрепляют на раме автомобиля по всей длине. С помощью специальных формул можно рассчитать толщину кузовной стенки, чтобы температура сохранялась во время всей поездки. Особенно такое сохранение важно для перевозки лекарств и скоропортящихся продуктов питания. Здесь ее нужно поддерживать вблизи нуля градусов по Цельсию.
8
УДК 538.945
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ МЕТОДОМ МЕДЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ИЗ РАСПЛАВОВ
А.А. Павлова, студент группы ЯЭ-151, А.В. Сергеев, аспирант
Кафедра физики твердого тела
Поиск и разработка методов синтеза высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) с высокими значениями критического тока, стабильной макроструктурой и устойчивыми свойствами, остаются актуальными и в настоящее время. Материалы, отвечающие вышеизложенным требованиям, получают методом медленной кристаллизации из расплавов, так же известным как MTG (melt-textured-growth). Технологии расплавного получения ВТСП материалов продолжают совершенствоваться, известны модифицированный MTG-метод и QMG-метод. В работе рассмотрено получение YBa2Cu3O7-x (Y-123) материалов MTG методом.
Характерным отличием данного метода является использование керамической заготовки Y-123 в качестве исходного прекурсора. В процессе получения Y-123 структуры методом кристаллизации из частично расплавленного состояния, образцы подвергают термической обработке (ТО). Термический цикл, используемый в классическом процессе MTG, показан на рис. 1. Начальная стадия ТО – быстрый нагрев образцов до температуры Т=1100 °С, с образованием перитектического расплава, выдержка при этой температуре в течение t=0,5 ч, затем быстрое охлаждение до T=1030 °С. Вторая стадия ТО – формирование упорядоченной структуры материала путем медленного охлаждения образцов со скоростью v=1°/ч до Т= 900 °С. Завершающим этапом является охлаждение со скоростью v=50°/ч до Т= 600 °С, выдержка при этой температуре в течение t=3 5 ч и последующее охлаждение с печью до комнатной температуры.
Рис.1. Схема термического цикла MTG |
Рис. 2. Микрофотография поперечного среза |
|
расплавно-текстурированного образца |
||
|
Микрофотография образца, полученного по MTG методу, показана на рис. 2. Во всем его объеме стопки параллельных пластинчатых зерен образуют структуру, весьма близкую к блочной структуре монокристаллов. Характерными особенностями расплавнотекстурированной ВТСП керамики является наличие крупных пластинчатых зерен Y-123, упакованных в параллельные стопки и заполняющих практически весь геометрический объем образца. В межгранулярном пространстве равномерно распределены мелкодисперсные включения несверхпроводящих фаз. Как правило, это Y2O3 и Y2BaCuO5. При этом границы раздела Y- 123 и несверхпроводящих включений служат центрами пиннинга магнитного потока.
Литература
1.Игумнов, В.Н. Основы высокотемпературной криоэлектроники: учебное пособие
/В.Н. Игумнов. – М.-Берлин: Директ-Медиа, 2014. – 237 с.
9
УДК 004.94
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ANSYS В ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ
В.В. Кирпан, студент гр. ПФм-161, К.Г. Королев
Кафедра физики твердого тела
Сегодня для создания и выпуска на рынок конкурентоспособного изделия необходимо придать ему высокие потребительские качества. Проведение испытаний на прототипах – это достаточно трудоемкое и дорогое занятие. Убедиться в работоспособности изделия позволит использование инструментов CAE (англ. «Computer-aided engineering») компьютерного инженерного анализа для решения конструкторских задач и расчета технологических процессов. ANSYS – это передовой комплекс компьютерного инженерного моделирования, использующий метод конечных элементов.
Результат прочностного анализа конструкции резервуара
Компания ANSYS, Inc. предлагает широкий спектр программных продуктов [1] для решения инженерных задач с использованием технологий численного моделирования. Главными достоинствами программных продуктов ANSYS является высокая степень интеграции отдельных приложений, интуитивно понятный интерфейс и поддержка высокопроизводительных вычислений.
В рамках направления обучения «Техническая физика» программный комплекс ANSYS можно использовать для анализа различных инженерных задач:
прочностной анализ конструкций (криогенных резервуаров, сосудов высокого давления и т.д.);
прочностной анализ деталей из композиционных материалов;
моделирование теплообмена (теплопроводность, конвекция, теплообмен излучением) для различных устройств;
электротермический анализ термоэлектрических модулей;
анализ теплофизических процессов одно- и двухфазных потоков в нагнетательных и расширительных машинах;
решение задач электромеханики (нелинейные, нестационарные переходные процессы в электромагнитных устройствах и их влияние на силовые цепи привода и систему управления);
моделирование ВЧ/СВЧ устройств; и многое другое.
Литература
1. Продукты ANSYS [Электронный ресурс]. Режим доступа: World Wide Web. URL : http :// cae-expert.ru /products.
10