The 20 reference contexts in paper V. Leonov V., В. Леонов В. (2016) “Учёт глубоких дефектов отражающей поверхности при моделировании радиационного теплообмена в зеркальных концентрирующих системах // Mathematical Modeling of Radiant Heat Transfer in Mirror Systems Considering Deep Reflecting Surface Defects” / spz:neicon:technomag:y:2014:i:1:p:596-606

  1. Start
    1609
    Prefix
    теплообмен, математическое моделирование, эрозионное воздействие Введение В силу относительно низкой плотности потока солнечного излучения на орбите Земли, а тем более на её поверхности, для создания высокоэффективных солнечных энергоустановок (СЭУ), особенно высокотемпературных, в их составе необходимо использовать концентраторы солнечного излучения
    Exact
    [1-3]
    Suffix
    . По этой же причине для создания СЭУ большой мощности необходима разработка крупногабаритных концентраторов солнечного излучения при обеспечении жёстких требований к их форме и качеству отражающей поверхности.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    1930
    Prefix
    По этой же причине для создания СЭУ большой мощности необходима разработка крупногабаритных концентраторов солнечного излучения при обеспечении жёстких требований к их форме и качеству отражающей поверхности. Наибольшее распространение получили зеркальные концентрирующие системы (ЗКС)
    Exact
    [1, 2]
    Suffix
    . При проектировании СЭУ необходимо располагать достаточно достоверными и экономичными методами и средствами, позволяющими анализировать характеристики ЗКС различной конфигурации, прогнозировать их в зависимости от условий эксплуатации и, соответственно, выбирать наиболее подходящую систему для решения конкретных задач.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    2734
    Prefix
    определение характеристик ЗКС различной конфигурации, особенно крупногабаритных, требует проведения сложных и дорогостоящих экспериментов, имеющих значительные ограничения на интерпретацию результатов (зависимость от расстояния до Солнца, спектра излучения), а также ограничений, накладываемых из-за габаритов конструкции и наличия силы тяжести
    Exact
    [1, 3, 4]
    Suffix
    . Поэтому особый интерес представляет разработка математических моделей, позволяющих рассчитывать характеристики таких ЗКС с учётом влияния условий эксплуатации, конструктивных особенностей, деформаций, шероховатости и других дефектов отражающей поверхности.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    3142
    Prefix
    особый интерес представляет разработка математических моделей, позволяющих рассчитывать характеристики таких ЗКС с учётом влияния условий эксплуатации, конструктивных особенностей, деформаций, шероховатости и других дефектов отражающей поверхности. Анализ основных подходов к математическому моделированию радиационного теплообмена в таких системах
    Exact
    [1, 3, 5-7]
    Suffix
    с целью определения их характеристик показал, что математическую модель данного процесса для рассматриваемого случая наиболее рационально построить на принципах статистического моделирования с использованием методов Монте-Карло и "пучковой" модели излучения [5-7], а математическую модель распределения полей температур и деформаций – с применением метода конечных
    (check this in PDF content)

  5. Start
    3433
    Prefix
    основных подходов к математическому моделированию радиационного теплообмена в таких системах [1, 3, 5-7] с целью определения их характеристик показал, что математическую модель данного процесса для рассматриваемого случая наиболее рационально построить на принципах статистического моделирования с использованием методов Монте-Карло и "пучковой" модели излучения
    Exact
    [5-7]
    Suffix
    , а математическую модель распределения полей температур и деформаций – с применением метода конечных элементов (МКЭ) [5, 8]. Модель теплообмена, построенная с применением указанных выше методов и принципов, позволяет эффективно моделировать распространение тепловых потоков в конструкциях произвольной геометрии с учётом спектральных, пространственных и физичес
    (check this in PDF content)

  6. Start
    3565
    Prefix
    их характеристик показал, что математическую модель данного процесса для рассматриваемого случая наиболее рационально построить на принципах статистического моделирования с использованием методов Монте-Карло и "пучковой" модели излучения [5-7], а математическую модель распределения полей температур и деформаций – с применением метода конечных элементов (МКЭ)
    Exact
    [5, 8]
    Suffix
    . Модель теплообмена, построенная с применением указанных выше методов и принципов, позволяет эффективно моделировать распространение тепловых потоков в конструкциях произвольной геометрии с учётом спектральных, пространственных и физических свойств и характеристик как излучения, так и материала.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    4262
    Prefix
    При этом для получения достоверной картины распределения радиационных тепловых потоков необходимо также обеспечить качественное моделирование характеристик отражающих поверхностей, а в первую очередь шероховатости. Применительно к задачам теплообмена излучением шероховатость реальных поверхностей можно разделить на две категории
    Exact
    [3]
    Suffix
    : 1) малые неровности поверхности, на которых падающее излучение отражается однократно; 2) глубокие дефекты (полости), в которых падающее излучение отражается многократно. Вопросы, связанные с моделированием малых неровностей поверхности, достаточно подробно рассмотрены в работе [5], в рамках же этой работы подробно остановимся только на учёте глубоких
    (check this in PDF content)

  8. Start
    4565
    Prefix
    излучением шероховатость реальных поверхностей можно разделить на две категории [3]: 1) малые неровности поверхности, на которых падающее излучение отражается однократно; 2) глубокие дефекты (полости), в которых падающее излучение отражается многократно. Вопросы, связанные с моделированием малых неровностей поверхности, достаточно подробно рассмотрены в работе
    Exact
    [5]
    Suffix
    , в рамках же этой работы подробно остановимся только на учёте глубоких дефектов при построении геометрической модели и моделировании радиационного теплообмена. При этом стоит отметить, что наличие глубоких полостей не характерно для рабочих поверхностей ЗКС, но появление таких дефектов поверхности возможно в процессе эксплуатации в результате эрозии ил
    (check this in PDF content)

  9. Start
    7517
    Prefix
    поверхности: а) шероховатость учтена при построении геометрической модели; б) шероховатость моделируется в точке падения пучка излучения При втором подходе в геометрическую модель закладываются только меганеровности, т.е. отклонения формы отражающей поверхности от идеальной в результате воздействия внешних сил, погрешности изготовления и развёртывания
    Exact
    [2, 5]
    Suffix
    (рис. 1б), а влияние шероховатости и других возможных дефектов моделируют в точке падения рассматриваемого пучка излучения на отражающую поверхность. В этом случае нет необходимости в особо мелком разбиении поверхности геометрической модели.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    8853
    Prefix
    Второй подход применяется для получения оптических характеристик конструкции в целом. 2. Глубокие полости Рассмотрим образование глубоких полостей на примере космической техники, где в первую очередь необходимо рассмотреть влияние микрометеорной эрозии
    Exact
    [2, 9]
    Suffix
    . Кинетическая энергия бомбардирующей частицы становится достаточной для преодоления предела упругости материалов при скоростях ~0,1-0,3 км/с [9]. В этом случае при ударе частица деформируется, а на поверхности тела из пластичного материала (металла) образуется вмятина с отношением глубины к диаметру .
    (check this in PDF content)

  11. Start
    9010
    Prefix
    Глубокие полости Рассмотрим образование глубоких полостей на примере космической техники, где в первую очередь необходимо рассмотреть влияние микрометеорной эрозии [2, 9]. Кинетическая энергия бомбардирующей частицы становится достаточной для преодоления предела упругости материалов при скоростях ~0,1-0,3 км/с
    Exact
    [9]
    Suffix
    . В этом случае при ударе частица деформируется, а на поверхности тела из пластичного материала (металла) образуется вмятина с отношением глубины к диаметру . По мере увеличения скорости частицы последовательно достигаются следующие пороговые скорости [9]: для процессов плавления (2-3 км/с), парообразования (10-15 км/с) и интенсивной термической ионизации паров (20-
    (check this in PDF content)

  12. Start
    9276
    Prefix
    В этом случае при ударе частица деформируется, а на поверхности тела из пластичного материала (металла) образуется вмятина с отношением глубины к диаметру . По мере увеличения скорости частицы последовательно достигаются следующие пороговые скорости
    Exact
    [9]
    Suffix
    : для процессов плавления (2-3 км/с), парообразования (10-15 км/с) и интенсивной термической ионизации паров (20-25 км/с). В соответствии с этим изменяется форма кратера, т.к. расплавленный материал выдавливается из него и при застывании образует вокруг кратера бруствер (рис. 2а).
    (check this in PDF content)

  13. Start
    9800
    Prefix
    Глубина кратера увеличивается до , а его дно приобретает полусферическую форму. Испарение вещества из области удара носит взрывной характер, при котором растет диаметр кратера , а глубина при этом изменяется незначительно (см. рис. 2а)
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Рис. 2. Возможные механические повреждения пластины при высокоскоростном ударе На рис. 2 представлены основные виды механических повреждений, которые могут возникнуть при столкновении высокоскоростной частицы с элементом конструкции, выполненном из пластичного материала [9].
    (check this in PDF content)

  14. Start
    10124
    Prefix
    Возможные механические повреждения пластины при высокоскоростном ударе На рис. 2 представлены основные виды механических повреждений, которые могут возникнуть при столкновении высокоскоростной частицы с элементом конструкции, выполненном из пластичного материала
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Слева (см. рис. 2а) показан случай образования кратера в достаточно толстом элементе. Далее (рис. 2б) показан сквозной пробой элемента конструкции с образованием отверстия диаметром .
    (check this in PDF content)

  15. Start
    10667
    Prefix
    На рис. 2в показано образование откола на задней поверхности элемента толщиной или его расслоения вследствие растяжения материала волной разрежения, уходящей от задней поверхности. На рис. 3 показан кратер диаметром ~50 мкм в металлическом образце, экспонировавшемся на внешней поверхности станции «Мир»
    Exact
    [10]
    Suffix
    . Видно, что конфигурация реального кратера может быть существенно более сложной. Часто вокруг основного кратера могут образовываться вторичные кратеры за счет диссипации возникающих при высокоскоростном соударении ударных волн на структурно-фазовых неоднородностях материала [9, 11].
    (check this in PDF content)

  16. Start
    10983
    Prefix
    Часто вокруг основного кратера могут образовываться вторичные кратеры за счет диссипации возникающих при высокоскоростном соударении ударных волн на структурно-фазовых неоднородностях материала
    Exact
    [9, 11]
    Suffix
    . Рис. 3. Кратер от удара высокоскоростной частицы о металлический образец [10] В литературе [9-12] представлено много различных эмпирических и теоретических соотношений для описания связи параметров, характеризующих повреждения элемента конструкции, с параметрами бомбардирующей частицы.
    (check this in PDF content)

  17. Start
    11061
    Prefix
    Часто вокруг основного кратера могут образовываться вторичные кратеры за счет диссипации возникающих при высокоскоростном соударении ударных волн на структурно-фазовых неоднородностях материала [9, 11]. Рис. 3. Кратер от удара высокоскоростной частицы о металлический образец
    Exact
    [10]
    Suffix
    В литературе [9-12] представлено много различных эмпирических и теоретических соотношений для описания связи параметров, характеризующих повреждения элемента конструкции, с параметрами бомбардирующей частицы.
    (check this in PDF content)

  18. Start
    11079
    Prefix
    Часто вокруг основного кратера могут образовываться вторичные кратеры за счет диссипации возникающих при высокоскоростном соударении ударных волн на структурно-фазовых неоднородностях материала [9, 11]. Рис. 3. Кратер от удара высокоскоростной частицы о металлический образец [10] В литературе
    Exact
    [9-12]
    Suffix
    представлено много различных эмпирических и теоретических соотношений для описания связи параметров, характеризующих повреждения элемента конструкции, с параметрами бомбардирующей частицы.
    (check this in PDF content)

  19. Start
    12995
    Prefix
    Распределение излучения по микрометеорному кратеру (падающее излучение не показано) Индикатриса отражения, зависимость двунаправленной интегральной отражательной способности p от угла отражения отнесённая к её максимальному значению
    Exact
    [7]
    Suffix
    , от кратера (внутренней поверхности и наплыва) показана на рис. 5. Очевидно, что наличие единичных дефектов (кратеров) не приводит к значительному изменению индикатрисы отражения ЗКС и других радиационных и энергетических характеристик системы, но с увеличением их числа будет расти диффузная составляющая в отражённом излучении, что может привести к значительному снижению энергетически
    (check this in PDF content)

  20. Start
    13931
    Prefix
    Энергетический КПД является одной из основных характеристик СКП и определяется как отношение полезной тепловой мощности, поступающей от приемника к преобразователю, к тепловой мощности, падающей на рабочую поверхность ЗКС
    Exact
    [3]
    Suffix
    . На графиках рисунка 6 показано изменение зависимости энергетического КПД ЗКС от относительного радиуса входного отверстия приёмника (отношения радиуса входного отверстия приёмника к радиусу концентратора ) для одного и того же зеркала до эрозивного воздействия и после.
    (check this in PDF content)