О вычислении эффективной теплопроводности текстурированных трибокомпозитов
УДК
536.2Аннотация
Выведено общее операторное выражение для тензора эффективной теплопроводности неоднородного текстурированного материала. Для указанного тензора получено обобщенное сингулярное приближение, применяемое при его вычислении в многокомпонентном матричном композите с эллипсоидальными включениями. Для частного случая обобщенного сингулярного приближения — метода самосогласования — выведена система уравнений для нахождения главных компонент тензора эффективной теплопроводности. Проведено численное моделирование теплопроводящих характеристик трибокомпозита на основе эпоксидной смолы ЭД-20, включений сферической формы ПТФЭ и одинаковым образом ориентированных вытянутых сфероидальных включений стекла. Приведены зависимости главных компонент тензора эффективной теплопроводности данного трибокомпозита от объемных долей элементов неоднородности.
Ключевые слова:
тензор эффективной теплопроводности, текстура, композит, трибокомпозит, многокомпонентный, обобщенное сингулярное приближение, матрица, эллипсоидальное включение, метод самосогласованияИнформация о финансировании
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ (16-08-00262-a, 17-08-01374-а).
Библиографические ссылки
- Колесников В.И. Теплофизические процессы в металлополимерных трибосистемах. М.: Наука, 2003. 279 с. [Kolesnikov V.I.Teplofizicheskie protsessy v metallopolimernykh tribosistemakh [Thermophysical processes in metal-polymeric tribosystems]. Moscow, Nauka Publ., 2003, 279 p. (In Russian)]
- Garnett J.C.M. Colours in metal glasses and in metallic films // Phil. Trans. R. Soc. - London. 1904. Vol. 203. P. 385-420.
- Bruggeman D.A.G. Berechnung verschiedener physikalisher Konstanten von heterogenen Substanzen // Ann. Phys. - Lpz. 1935. Iss. 24. P. 636-679.
- Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н., Савельева И.Ю. Эффективная теплопроводность композита в случае отклонений формы включений от шаровой // Математическое моделирование и численные методы. 2014. Вып. 4. С. 3-17. [Zarubin V.S., Kuvyrkin G.N., Savel'eva I.Yu. Effektivnaya teploprovodnost' kompozita v sluchae otkloneniy formy vklyucheniy ot sharovoy [Effective thermal conductivity of a composite in case of inclusions shape deviations from spherical ones]. Matematicheskoe modelirovanie i chislennye metody [Mathematical modeling and numerical methods], 2014, no. 4, pp. 3-17. (In Russian)]
- Bragg W.L., Pippard A.B. The Form Birefringence of Macromolecules // Acta Cryst. 1953. Vol. 6. No. 11-12. P. 865-867.
- Progelhof R.C., Throne J.L., Ruetsch R.R. Methods for Predicting the Thermal Conductivity of Composite Systems: A Review // Polymer Engineering and Science. 1976. Vol. 76. No. 9. P. 615-625.
- Pietrak K., Wisniewski T.S. A review of models for effective thermal conductivity of composite materials // J. of Power Technologies. 2015. Vol. 95. No. 1. P. 14-24.
- Фокин А.Г. Диэлектрическая проницаемость смесей // Журнал технической физики. 1971. Т. 41. Вып. 6. С. 1073-1079. [Fokin A.G. Dielektricheskaya pronitsaemost' smesey [Dielectric Permittivity of Mixtures]. Zhurnal tekhnicheskoy fiziki [Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics], 1971, vol. 41, no. 6, pp. 1073-1079. (In Russian)]
- Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 399 с. [Shermergor T.D. Teoriya uprugosti mikroneodnorodnykh sred [Micromechanics of inhomogeneous medium]. Moscow, Nauka Publ., 1977, 399 p. (In Russian)]
- Колесников В.И., Яковлев В.Б., Бардушкин В.В., Лавров И.В., Сычев А.П., Яковлева Е.Н. Об объединении методов оценки эффективных диэлектрических характеристик гетерогенных сред на основе обобщенного сингулярного приближения // ДАН. 2013. Т. 452. № 1. С. 27-31. doi: 10.7868/S0869565213260083 [Kolesnikov V.I., Yakovlev V.B., Bardushkin V.V., Lavrov I.V., Sychev A.P., Yakovleva E.N. Association of evaluation methods of the effective permittivity of heterogeneous media on the basis of a generalized singular approximation. Doklady Physics, 2013, vol. 58, no. 9, pp. 379-383. doi: 10.1134/S1028335813090012]
- Колесников В.И., Яковлев В.Б., Бардушкин В.В., Лавров И.В., Сычев А.П., Яковлева Е.Н. О методе анализа распределений локальных электрических полей в композиционном материале // ДАН. 2016. Т. 467. № 3. С. 275-279. doi: 10.7868/S0869565216090097 [Kolesnikov V.I., Yakovlev V.B., Bardushkin V.V., Lavrov I.V., Sychev A.P., Yakovleva E.N. A Method of Analysis of Distributions of Local Electric Fields in Composites. Doklady Physics, 2016, vol. 61, no. 3, pp. 124-128. doi: 10.1134/S1028335816030101]
- Гельфанд И.М., Шилов Г.Е. Обобщенные функции и действия над ними. М.: ГИФМЛ, 1958. 440 с. [Gel'fand I.M., Shilov G.E. Obobshchennye funktsii i deystviya nad nimi [Generalized functions. Properties and Operations]. Moscow, GIFML Publ., 1958, 440 p. (In Russian)]
- Лавров И.В. Произвольно ориентированный диэлектрический эллипсоид в анизотропной среде: метод неортогонального преобразования пространства // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2013. Т. 13. № 1. С. 44-47. [Lavrov I.V. Proizvol'no orientirovannyy dielektricheskiy ellipsoid v anizotropnoy srede: metod neortogonal'nogo preobrazovaniya prostranstva [An arbitrarily oriented dielectric ellipsoid in an anisotropic medium: the non-orthogonal space transformation method]. Fundamental'nye problemy radioelektronnogo priborostroeniya [Fundamental problems of radioengineering and device construction], 2013, vol. 13, no. 1, pp. 44-47. (In Russian)]
- Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.3. Мейлихова. М: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с. [Grigor'ev I.S., Meilikhov E.Z. (eds.) Fizicheskie velichiny: Spravochnik [Physical Quantities: A Handbook]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1991, 1232 p. (In Russian)]
- Wiener O. Die Theorie des Mischkörpers für das Feld der stationären Strömung // Abh.-Sachs. Geselsch. 1912. B. 32. S. 509-604.
Скачивания
Загрузки
Даты
Поступила в редакцию
12 апреля 2017
Принята к публикации
3 мая 2017
Публикация
30 июня 2017
Как цитировать
[1]
Лавров, И.В., Бардушкин, В.В., Сычёв, А.П., Яковлев, В.Б., Кириллов, Д.А., О вычислении эффективной теплопроводности текстурированных трибокомпозитов. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2017, № 2, pp. 48–56.
Лицензия
Copyright (c) 2017 Лавров И.В., Бардушкин В.В., Сычёв А.П., Яковлев В.Б., Кириллов Д.А.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
