Дослідження методів визначення ефективного коефіцієнту теплопровідності з використанням імітаційного моделювання
Автор: Ком'яті Денис Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системне проектування
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Ком’яті Д. “Дослідження методів визначення ефективного коефіцієнту теплопровідності з використанням імітаційного моделювання”. Магістерська кваліфікаційна робота. – НУ “Львівська політехніка”, кафедра САП, освітня програма: 122 “Системне проектування ”, 2022. Магістерська кваліфікаційна робота складається зі 93 сторінок, 6 таблиць, 6 графічних додатків. У цій магістерській роботі проведено теоретичний аналіз даних про композитні матеріали, методи утворення їх структур та здійснено аналіз зміни властивостей залежно від компонент, з яких вони утворені. Також описано методи синтезу коефіцієнту теплопровідності композитних матеріалів. Проведено імітаційне моделювання визначення коефіцієнта теплопровідності, що дає змогу визначити цей коефіцієнт в залежності від відсоткового складу компонентів композиту. Імітаційна модель дає змогу уникнути дорогих натурних експериментів чи часових затрат для проведення модельних експериментів з використанням спеціальних програмних засобів. Актуальність теми. Як показує аналіз останніх публікацій дослідження композиційних матеріалів та їх фізико-хімічних властивостей належить до числа найбільш актуальних задач і давно привертає увагу науковців. У різноманітних галузях господарства використовують композитні матеріали, які в даний час отримали широке розповсюдження в порошковій металургії, суднобудуванні, машинобудуванні, атомній електроніці, військовій і оборонній техніці. Композити, на відміну від мономатеріалів дозволяють обгрунтовано та цілеспрямовано керувати їх властивостями. Але це неможливо без знання впливу форми та концентрації включень. Домішки в композитах чинять вплив на розподіл температурних полів в конструкціях, на їхню міцність і, для адекватного використання, потребують попереднього теоретичного розрахунку з використанням відповідних математичних моделей і методів моделювання фізичних процесів. Тому дослідження теплових, фізичних, хімічних та інших параметрів композитів залишається актуальною задачею. Мета і задачі дослідження. Метою магістерської роботи є деталізація методик розрахунків теплофізичних властивостей композитних матеріалів, які при зміні концентрації домішок можуть змінювати свої властивості від теплоізолятора до провідника тепла, який можна використовувати при виготовленні радіаторів в мікроелектронних пристроях. В роботі вирішували такі задачі: 1. Розглянуто конструкції, склад та способи виготовлення композитних матеріалів. 2. Проаналізовано методики розрахунків різних властивостей композиційних матеріалів: пластичних, теплофізичних, пружних. 3. Досліджено закономірності зміни теплових характеристих залежно від зміни концентрації домішок. 4. Побудовано імітаційну модель розрахунку ефективного коефіцієнту теплопровідності. Проведено моделювання зміни коефіцієнту теплопровідності для алюмінієвої матриці з графеновими волокнами. Наукова новизна роботи полягає в тому, що: Вдосконалено методи, які визначають ефективний коефіцієнт теплопровідності з використанням імітаційного моделювання, що дало змогу уникнути дорогих натурних досліджень чи затрат пов’язаних з проведенням модельних експериментів з використанням ліцензованого програмного забезпечення. Практична цінність. Отримані результати з використанням розробленої імітаційної моделі, дають змогу сформувати вхідні дані композитного матеріалу, який буде використовуватися в якості ізолятора чи провідника тепла в мікроелектронних системах.