Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Диссертационная работа:

Чипчин Никита Евгеньевич. Моделирование эксперимента по определению комплексной диэлектрической проницаемости на СВЧ в условиях интенсивного нагрева : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.18.- Ульяновск, 2006.- 137 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/3472

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность. Диэлектрические материалы широко применяются в технике сверхвысоких частот СВЧ в качестве антенных обтекателей, теплозащитных радиопрозрачных вставок антенных окон, теплозащитных радиопоглощающих покрытий и т.п. Находясь в зоне излучения антенн, они влияют на характеристики радиосистем и могут изменять их в процессе эксплуатации. Поэтому исследование и контроль параметров диэлектрических материалов в настоящее время играют решающую роль при построении радиотехнических систем разной сложности. Особое внимание следует уделять исследованию поведения диэлектриков при внешних воздействиях, поскольку при изменениях параметров внешней среды могут изменяться важнейшие характеристики радиосистемы.

Большое значение диэлектрики имеют в ракетно-космической промышленности при производстве антенных окон и обтекателей. Например, при полёте баллистических ракет наиболее ответственным участком траектории является вход в атмосферу. Из-за высокой скорости перед ракетой образуется слой воздуха высокого давления. Резкий перепад давлений приводит к сильному разогреву диэлектрического защитного слоя и образованию плазмы. В результате воздействия высокой температуры параметры диэлектрических материалов могут значительно изменяться. Это резко повышает вероятность выхода из строя антенной системы радиоуправления.

Информацию о свойствах диэлектрических материалов можно получить только экспериментальным путем, что приводит к необходимости проводить измерения в лабораторных условиях. Измерения требуют сложного дорогостоящего оборудования и сложной методики обработки результатов измерений, которая в настоящее время недостаточно исследована и достоверна. Для проверки достоверности методики обработки результатов измерений температурных зависимостей комплексной относительной диэлектрической проницаемости радиопрозрачных диэлектриков на СВЧ в условиях высокотемпературного нагрева необходимо разработать теоретическое обоснование метода измерения и возможных методов обработки результатов, проверить достоверность примененных для обработки моделей, оценить величины методических погрешностей обработки. Это возможно путем проведения полного машинного эксперимента, заменяющего натурный, что является актуальным.

Цель и задачи диссертационной работы: моделирование процесса
измерений радиоволновыми методами температурных зависимостей
комплексной относительной диэлектрической проницаемости радиопрозрачных
диэлектриков в условиях интенсивного нестационарного

высокотемпературного нагрева для повышения достоверности и снижения методических погрешностей результатов измерений параметров диэлектриков на СВЧ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Разработать физические модели радиоволнового метода измерения диэлектрической проницаемости слоя диэлектрика, при нестационарном одностороннем нагреве исследуемого образца.

Разработать математическое обоснование процесса зондирования электромагнитной волной ЭМВ, создаваемой антеннами измерительной установки, слоя неоднородного диэлектрика при изменении его параметров в процессе измерений.

Разработать экстраполяционный и спектральный методы обработки результатов измерений комплексного значения коэффициента прохождения во временной области с целью определения зависимости комплексной диэлектрической проницаемости исследуемого диэлектрика от температуры.

Разработать алгоритмы и программы обработки результатов измерений комплексной диэлектрической проницаемости в условиях высокотемпературного нестационарного нагрева и выполнить их тестирование с целью проверки достоверности.

Проверить достоверность, адекватность предлагаемых моделей и способов обработки экспериментальных данных путем полного машинного эксперимента, адекватного натурному процессу измерения температурных зависимостей комплексной диэлектрической проницаемости на СВЧ, в условиях высокотемпературного нестационарного нагрева.

Достоверность полученных теоретических результатов обеспечивается адекватностью используемых математических моделей, корректностью упрощающих допущений, сходимостью вычислительных процессов к искомым решениям. Достоверность результатов машинного эксперимента обеспечивается полнотой эксперимента и сопоставимостью с известными данными.

Новизна результатов, полученных в ходе диссертационной работы, состоит в следующем:

разработана полная машинная модель натурного эксперимента по определению относительной комплексной диэлектрической проницаемости в условиях нестационарного высокотемпературного нагрева;

преложен новый способ обработки результатов натурного эксперимента, дающий устойчивое решение, не связанный с необходимостью решения обратных задач электродинамики;

разработан и протестирован на контрольных задачах алгоритм и программа обработки результатов измерения относительной комплексной диэлектрической проницаемости в условиях нестационарного высокотемпературного нагрева экстраполяционным методом;

разработан и протестирован на контрольных задачах алгоритм и программа обработки результатов измерения относительной комплексной

диэлектрической проницаемости в условиях нестационарного высокотемпературного нагрева спектральным методом. Практическая значимость полученных результатов:

разработан практический метод восстановления температурных зависимостей s(T) с соответствующим обоснованием и проверкой;

разработанные алгоритмы восстановления температурных зависимостей являются инструментом, который может быть применен при измерениях параметров диэлектриков;

результаты работы внедрены в процесс разработки радиотехнических систем предприятием ОАО «Ульяновский механический завод», так же результаты внедрены в учебный процесс изучения курса «Антенны и устройства СВЧ» специальностей «Радиотехника» и «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» радиотехнического факультета Ульяновского государственного технического университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. В качестве модели процесса измерения относительной комплексной диэлектрической проницаемости при нестационарном высокотемпературном нагреве применима модель, основанная на радиоволновом методе измерения.

  2. Экстраполяционная и спектральная модели при зондировании электромагнитной волной нестационарно нагреваемого образца могут использоваться в методах определения параметров диэлектриков.

  3. Разработанные алгоритмы и программы реализуют предложенный экстраполяционный и спектральный метод обработки результатов измерений относительной комплексной диэлектрической проницаемости радиоволновым методом.

  4. Результаты полного машинного эксперимента по определению относительной комплексной диэлектрической проницаемости параметров диэлектриков на СВЧ в условиях нестационарного высокотемпературного нагрева подтверждают работоспособность предложенных методов обработки результатов.

Апробация работы. Основные результаты по теме диссертационного исследования опубликованы в сборниках докладов одиннадцатой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (МЭИ, Москва, 2005г.), в материалах Международной научно практической конференции «Состояние, проблемы и опыт аналитического приборостроения для сельскохозяйственного производства, пищевой и перерабатывающей промышленности и робототехнических систем точного земледелия» (ХК «Ленинец», С.-Пб. 2004г.), XXXIX научно-технической конференции «Вузовская наука в современных условиях» (Ульяновск, 2004г.), IX Международной научно-технической конференции «Оптические, радиоволновые и тепловые методы и средства контроля качества материалов, промышленных изделий и окружающей среды» (УлГТУ, Ульяновск, 2004г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 статьи и 4 тезиса докладов на российских и Международных конференциях, так же имеется свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 137 страницах, содержит 58 рисунков и список литературы из 111 наименований.

Подобные работы
Чипашвили Андрей Александрович
Численное моделирование тепломассопереноса в анизотропных телах в условиях аэрогазодинамического нагрева
Анфиногентов Владимир Иванович
Математическое моделирование СВЧ нагрева диэлектриков
Шамаев Николай Владимирович
Моделирование и оптимальное размещение установок индукционного нагрева
Крохмаль Евгений Витальевич
Программный комплекс моделирования тепловых и деформационных процессов при индукционном нагреве осесимметричных сопряженных тел
Кузнецова Екатерина Львовна
Математическое моделирование тепломассопереноса в композиционных материалах при высокоинтенсивном нагреве
Лебедев Сергей Витальевич
Численное моделирование трехмерных течений нелинейно-вязкой жидкости в напорно-шнековых установках с нагревом
Карасев Евгений Михайлович
Математическое моделирование экспериментов "m e-универсальность" и "фамилон" методом Монте-Карло
Колчанов Алексей Павлович
Задача управления финансовыми ресурсами коммерческого банка: математическое моделирование, исследование и вычислительный эксперимент
Щетинин Алексей Викторович
Моделирование литейных процессов на основе средств обеспечения вычислительных экспериментов
Новаковский Евгений Петрович
Разработка малогабаритной промысловой холодильно-вакуумной одноступенчатой установки для ректификации легкого газового конденсата в условиях недостаточного нагрева

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net