Способ моделирования потенциальных полей в твердых средах Советский патент 1976 года по МПК G09B23/18 

1

Изобретение относится к области технической физики.

Известны способы моделирования потенциальных полей в газообразных средах, при которых в исследуемую среду помещают вибрирующий заряженный зонд с постоянным по величине и знаку зарядом и измеряют наведенные в среде заряды и токи 1.

Эти способы не позволяют моделировать потенциальные поля в твердых средах.

Наиболее близким техническим решением является способ моделирования потенциальных полей в твердых средах, при котором на поверхность среды с известными электрофизически.ми свойствами наносят источники электрического нотетщиала, например с помощью металлических шин 2.

Недостаток этого способа заключается в том, что он ие позволяет моделировать процессы тепло- и массоиереноса.

Целью изобретения является обеспечеиие возможности моделирования процессов теплои массопереноса.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу электрические заряды наносят с заданным начальным и граничным распределениями, на среду, у которой распределение коэффициента диффузии для электрических зарядов соответствует распределению коэффициента теплопроводности исследуемой среды и по распределепию электрического потенциала судят о процессе тепло- и массопереноса.

Сущность способа поясняется на примере моделирования температурного поля, возникающего в тонкой изотронной прямоугольной пластине от воздействия п непрерывно действующих источииков, равиомерно распределенных по одной стороне пластины.

Для получения распределения температуры в т точках на противоположной стороне, пластины выбирают среду, например пленочный полупроводниковый материал, которых характеризуется известной скоростью растекания поверхностных электрических зарядов, пропорциональной скорости распространения тепла в материале исследуемой пластины. На выбранной среде задают граничные условия в соответствии с областью моделирования (прямоугольная пластина) путем непрерывного нанесения зарядов, например, коронирующиЛ1И электродами, расположенными в соответствии с расиределением теиловых источников.

Далее производят считывание зарядов с использованием явления электростатической индукции, например, при помощи динамических конденсаторов, количество которых соответствует числу точек искомого распределения

температур.

Описываемый способ позволяет расширить область применения, в частности, при моделировапии потенциальных полей в анизотропных средах. Например, использование среды, состоящей из различных компонептов с заданными электрофизическими свойствами, позволяет моделировать кусочно-однородные потенциальные поля.

Успехи в создании технологии изготовления полупроводниковых органических материалов с заданной неоднородностью электрофизических свойств расширяют возможности моделирования и исследования потенциальных полей.

Способ позволяет оперативно с высоким бысродействием, например с использованием ЭЦВМ, реализовать программное управление заданием граничных и начальных распределений зарядов, соответствующих заданному распределению источников в исследуемой области, и производить пространственно-временную коммутацию считывания распределения зарядов, для автоматизации моделирования потенциальных полей.

Формула изобретения

Способ моделирования потенциальных полей в твердых средах путем нанесения на поверхность среды с известными электрофизическими свойствами источников электрического потенциала, например электронов, отличающийся тем, что, с целью моделирования процессов тепло- и массопереноса, электрическис заряды наносят с заданным начальным и граничным распределениями на среду, у которой распределение коэффициента диффузии для электрических зарядов соответствует распределению коэффициента теплопроводности исследуемой среды и по распределению электрического потенциала судят о процессе тепло- и массопереноса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Г. М. Герштейн «Моделирование полей методом электростатической индукции, изд. «Наука, Москва, 1970 г.

2. Г. Я- Рязанов «Опыты и моделирование при изучении электромагнитного поля, Мо

сква, 1966 г., стр. 62.