Нестационарный сопряженный теплообмен и фазовые превращения при высокоэнергетической обработке поверхности. Часть 1. Вычислительный метод и его реализация
А.А. Головин, О.П. Солоненко
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
Страницы: 413–427
Аннотация
Разработаны физико-математические модели, вычислительная процедура на основе метода конечных элементов, а также программное обеспечение для численного исследования процессов нестационарного сопряженного теплообмена и фазовых превращений при обработке поверхности высококонцентрированными потоками энергии со стационарным, импульсным и подвижным источниками нагрева (оплавление покрытий, закалка поверхностных слоев, очистка поверхности и др.). Предложенный и реализованный подход позволяет исследовать процессы в широком диапазоне плотности мощности внешних тепловых потоков qÎ [ 107, 1014] Вт/м2, имеющих существенно различающиеся пространственные и временные масштабы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. ¾ М.: Наука, 1977. ¾ 184 с.
2. Солоненко О.П., Алхимов А.П., Марусин В.В. и др. Высокоэнергетические процессы обработки материалов. ¾ Новосибирск: Наука, 2000. ¾ 425 с.
3. Takeda K., Takeuchi S. Removal of oxide layer on metal surface by vacuum arc // Materials Transactions, JIM. ¾ 1997. ¾ Vol. 38, No. 7. ¾ P. 636- 642.
4. Takeda K., Takeuchi S. Effects of pressure on the cleaning action of cathode spot in low vacuum // Thin Solid Films. ¾ 2002. ¾ No. 407. ¾ P. 85- 90.
5. Солоненко О.П., Шурина Э.П., Головин А.А. Конечно-элементное моделирование соударения капли расплава с подложкой при плазменном напылении // Физическая мезомеханика. ¾ 2001. ¾ Т. 4, № 1. ¾ С. 29- 42.
6. Солоненко О.П., Шурина Э.П., Головин А.А. Моделирование динамики и фазовых превращений при соударении капли расплава с твердой подложкой. ¾ Новосибирск, 2000. ¾ 43 с. // (Препр. / Ин-т теор. и прикл. механики СО РАН; № 5-2000).
7. Takeda K., Solonenko O.P., Golovin A.A. Theoretical analysis and computer simulation of thermophysical processes under removal of oxide layer on metal surface by a vacuum arc // Proc. of the 16th Symp. on Plasma Chemistry, Taormina, Italy (2003) (Electronic publication).
8. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел / Пер. с англ. ¾ М.: Наука, 1964. ¾ 487 с.
9. Madejski J. Solidification of droplets on cold surface // Inter. J. of Heat Mass Transfer. ¾ 1976. ¾ Vol. 19. ¾ P. 1009- 1013.
10. Delplanque J.-P., Lavernia E.G., Rangel R.H. // Numer. Heat Transfer. A: Applications. ¾ 1996. ¾ Vol. 30. ¾ P. 1- 18.
11. Trapaga G., Szekely J. Mathematical modeling of the isothermal impingement of liquid droplet in spraying process // Met. Transaction. ¾ 1991. ¾ Vol. 22B. ¾ P. 701- 718.
12. Самарский А.А., Моисеенко Б.Д. Экономичная схема сквозного счета для многомерной задачи Стефана // Журнал вычислительной математики и математической физики. ¾ 1965. ¾ Т. 5, № 5. ¾ С. 816- 827.
13. Civan F., Sliepcevich C.M. Limitation in the apparent heat capacity formulation for heat transfer with phase change // Proc. Okla. Acad. Sci. ¾ 1987. ¾ Vol. 67. ¾ P. 83- 88.
14. Rangel R.H., Bian X. Metal ¾ droplet deposition model including liquid deformation and substrate remelting // Inter. J. Heat Mass Transfer. ¾ 1997. ¾ Vol. 40, No. 11. ¾ P. 2549- 2564.
15. Lin J.-Y., Chen H.-T. Hybrid numerical scheme for nonlinear two-dimensional phase-change problems with the irregular geometry // Heat and Mass Transfer. ¾ 1997. ¾ Vol. 33. ¾ P. 51- 58.
|
