Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2016,  том 13,  №4, 548-554

 

Красавин А.Л., Старостенков М.Д.

Компьютерное моделирование распределения температуры в металлических двухслойных поглотителях при нагреве движущимся источником излучения

Алтайский государственный технический университет, Барнаул, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

В данной статье представлены основные результаты разработки новых численных методов решения нелинейных задач теории теплопроводности. Разработана математическая модель процессов теплопереноса и реализован алгоритм вычислений температурных полей в двухслойных металлических поглотителях при нагреве движущимся источником излучения. Рассчитаны и проанализированы температурные поля с варьированием плотности мощности и скоростей движения источника в рамках технологических возможностей установок для электронного и микроплазменного облучения. На основании расчетов температурных полей рекомендованы определенные режимы облучения двухслойных материалов Ni-Fe и Со-Fe, представляющих модель защитных покрытий из никелевых и кобальтовых сплавов на стальных подложках, а именно: скорость и плотность мощности движущегося источника на поверхности покрытия.

Ключевые слова: численные методы, нелинейное уравнение теплопроводности, температурные поля, двухслойные металлические поглотители, движущийся источник тепла.

УДК 539.382.2


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 13, No.4 (2016) 548-554

 

Krasavin A.L., Starostenkov M.D.

Computer simulation of temperature profiles in metal bilayer absorbers at heating by a moving heat source

Altai State Technical University, Barnaul, Russia

The article presents the main results of the development of new numerical methods for solving nonlinear problems in the theory of heat conduction. The mathematical model of heat transfer process has been developed, and the algorithm for the calculation of temperature fields in bilayer metal absorbers at heating by a moving heat source has been implemented.  The temperature profiles have been calculated and analyzed with different values of power density and travel speed of electron and microplasma moving sources within their technological characteristics. On the basis of calculated temperature profiles the specific exposure modes for the treatment of bilayer Ni-Fe and Co-Fe absorbers representing a model of protective coatings from nickel and cobalt alloys on steel substrates have been recommended, namely the travel speed and the power density of the moving source on the coating surface.

Keywords: numerical methods, nonlinear heat equation, temperature profiles, bilayer metal absorbers moving heat source.