Математическое моделирование воздействия потока энергии на материалы с учетом фазовых переходов

Abstract

В данной работе решается задача электронно-пучкового воздействия на поверхность титана с использованием двухфазной модели теплопроводности. В ходе работы рассмотрены аналитические и численные методы решения уравнения теплопроводности в среде MATLAB, осуществлена реализация модели и проведены численные эксперименты по воздействию потока энергии на титан. Учет фазовых переходов на зависимости "температура-время" обуславливает появление полочки связанной с теплотой перехода (плавления, кристаллизация). Показано влияние зависимости теплофизических коэффициентов от температуры и плотности энергии на температурное поле в титане.

In this paper, the electron beam effect on the titanium surface is solved using a two-phase model of thermal conductivity. In the process of the work, analytical and numerical methods for solving the heat equation in the MATLAB environment are considered, the model is realized and numerical experiments on the effect of the energy flux on titanium are carried out. The account of phase transitions on the temperature-time relationship causes the appearance of a shelf bound to the heat of the transition (melting, crystallization). The effect of the dependence of the thermophysical coefficients on the temperature and energy density on the temperature field in titanium is shown.