Моделирование процессов излучения

Для понимания процессов, происходящих в начальный период инициирования волн горения и детонации разработана теория устойчивости процессов возникновения и распространения физико-химических волн в аэрированных, в том числе содержащих высокоэнергетические материалы средах. С помощью разработанных компьютерных программ осуществлено моделирование волн тепловой и гидродинамической природы и проведено исследование влияния их параметров на инициирование и устойчивость распространения волновых процессов в экзотермических системах. Подробно рассмотрено инициирование химической реакции с помощью мощного потока лазерного излучения. Изучено влияние характеристик ЭМ и условий воздействия внешнего теплового импульса на возможность воспламенения, охвата горением значительного объема взрывоопасного вещества и развития процесса до взрыва. Осуществлено моделирование процесса воспламенения и горения ЭМ под действием потока теплового излучения, генерируемого с помощью современных лазерных установок. Рассмотрены аномалии воспламенения и гашения горящего ЭМ при действии импульса лазерного излучения. Разработан механизм воспламенения и горения ЭМ, содержащих высокополимерные энергоемкие компоненты. Ис- [c.84]

Моделирование процесса проявления негативного резиста более сложно, так как наряду с проявлением протекает экстракция растворимых веществ с экспонированных участков, набухание последних и усадка после сушки. Несмотря на это, и здесь приближенные модели дают хорошее согласие с экспериментом [13], особенно для дозы, условно локализованной в основном в пределах оси экспозиционного пучка излучения и ширины линий элементов рельефа больше 0,4 мкм. [c.221]

На рис. 11.28 показана более детальная схема металлодиэлектрического высокочастотного плазмотрона пилотного завода. Принципиальная часть технологического аппарата — металлодиэлектрический высокочастотный индукционный плазмотрон — находится в индукторе 6 модифицированного высокочастотного генератора ВЧИ-63/5.25. Собственно плазмотрон включает в себя секционированную (разрезную) медную водоохлаждаемую разрядную камеру 5, расположенную внутри кварцевой оболочки 4 с минимальным зазором кварцевая оболочка герметично состыковывается с верхним 3 и нижним 8 крепежными фланцами. Пад верхним крепежным фланцем 3 находится насадка 1 для подачи плазмообразующего газа — смеси Нз-Аг, ввод газов осуществляют через тангенциально расположенные каналы 2. Металлодиэлектрический плазмотрон находится внутри стальной защитной камеры 7, заполненной обычно азотом под атмосферным давлением, обеспечивающей безопасность от высокого нанряжения на индукторе, электромагнитного излучения с индуктора и потенциально возможной утечки водорода. Под плазмотроном находится вставка с кольцевым коллектором 9 ввода ПРе в поток (Н2-Аг)-плазмы, генерируемой в разрядной камере плазмотрона. С точки ввода иГб через радиальные каналы 10 начинается плазменный реактор 11, размеры которого определяли с учетом компьютерного моделирования процесса реактор охлаждается с помощью канала охлаждения 12. Дальнейший технологический маршрут процесса был показан на рис. 11.27. [c.608]

Ситуация, в которой может происходить генерация рентгеновского излучения для тонкой пленки на подложке, приведена на рис. 7.22. Электроны могут генерировать рентгеновское излучение сразу в пленке (1) или после рассеяния от подложки (2), могут рассеяться от пленки, пройти сквозь пленку и рассеяться от подложки, а также могут неоднократно пересекать границу раздела пленка — подложка, прежде чем потеряют всю свою энергию. Частота каждого из этих процессов будет зависеть от толщины и состава пленки, а также от состава подложки. Идеальным средством изучения эмиссии рентгеновского излучения из пленки на подложках является моделирование траекторий электронов методом Монте-Карло, так как все случаи, показанные на рис. 7.22, можно легко смоделировать. Некоторые авторы успешно применяли метод Монте-Карло в случае тонких пленок [172, 173]. [c.59]

Металлические материалы широко применяют в аппарато- и машиностроении, катализе, электротехнике, радио- и электронной промышленности. Действительно, чтобы осуществить любой процесс, например химико-технологический, необходимо располагать соответствующей аппаратурой. Использование представлений макрокинетики, теории химических реакторов, а также методов математического и физического моделирования в принципе позволяет найти оптимальную для данного процесса конструкцию и размеры аппарата. Но тогда возникает вопрос, из каких материалов следует делать эту аппаратуру, чтобы она была способна противостоять разнообразным агрессивным воздействиям, в том числе химическим, механическим, термическим, электрическим, а в ряде случаев также радиационным и биологическим. Выбор конструкционных материалов осложняется, когда перечисленные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в последнее время требования к материалам, используемым только в химической технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, значительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические ферменты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контактные печи для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м. Сочетание механических свойств, таких, как прочность, вязкость, пластичность, упругость и твердость, с технологическими свойствами (возможность использования приемов ковки, сварки, обработки режущими инструментами) делает металлические материалы незаменимыми для построения химических реакторов самой разнообразной формы и размеров. [c.135]

Многочисленные экспериментальные данные указывают на то, что при рассмотрении динамики накопления поврежденности материала и формирования очага разрушения необходимо учитывать коллективные явления, проявляющиеся во взаимном влиянии микродефектов. Известен ряд работ, рассматривающих характерные особенности коллективного поведения дефектов, когда наблюдаемые АЭ-сигналы зависят не только от вида источника, но и от условий взаимодействия совокупности дефектов. В соответствии с этим строятся математические модели, связывающие эволюцию дефектной структуры с параметрами наблюдаемой АЭ. Основой для разработки моделей АЭ при коллективном поведении микродефектов твердых тел может служить кинетическая теория разрушения. Эта теория рассматривает процессы возникновения, накопления и эволюции микро дефектов в материалах, а также формирование из микродефектов очага разрушения - макротрещины. Все эти процессы сопровождаются излучением акустической эмиссии. При математическом моделировании предполагается, что зарождение в материале микротрещины приводит к разгрузке близлежащего объема, что сопровождается излучением импульса АЭ. [c.175]

Установка с сухой защитой типа К-60000 (рис. 12) предназначается для моделирования радиационно-химических аппаратов с мощными источниками гамма-излучения различных конфигураций и проведения радиационно-химических процессов практически при любых физико-химических условиях [35]. Она занимает два этажа специально оборудованного помещения, на нижнем этаже которого размещен лабиринт и рабочая камера для проведения облучения. [c.36]

Примерно в то же время развивался и другой класс плазмотронов — высокочастотные индукционные плазмотроны. Это развитие явилось более специфическим основной первоначальный вклад был сделан в области источника электропитания — высокочастотного генератора, работающего в области радиочастот. Настоящим первоначальным стимулом здесь также были потребности военно-космической техники моделирование и разработка транспортного ядерного реактора на гексафториде урана и необходимость получать потоки плазмы с менее высокими линейными скоростями и более равномерным профилем температур по сечению потока. После создания таких генераторов потребовался более высокий ресурс работы плазмотрона, который не достигался с использованием плазмотронов из диэлектрических материалов (кварца, оксида алюминия и других керамических материалов). В процессе этих работ были созданы разрядные камеры из нитридных керамических материалов (нитриды бора и алюминия), а также комбинированные разрядные камеры, выполненные в виде разрезных водоохлаждаемых камер из немагнитного металла, прозрачные к электромагнитному излучению с индуктора, снабженные или внешним диэлектрическим ограждением, или герметизирующими диэлектрическими вставками в вертикальных разрезах в стенке разрядной камеры. [c.44]

А. Г. Усманов [1949] провел теоретическое и экспериментальное исследование по моделированию гомогенного факела горения. Уравнение теплового обмена написано им без учета излучения Тепла, так как сделано предположение о незначительном количестве тепла, излучаемом гомогенным газовым факелом, по сравнению с общим количеством тепла, выделяющимся в процессе горения. В работе подтверждена правомерность моделирования факела при условии соблюдения равенства критерия Кармана в образце и модели. [c.196]

В стационарных условиях проведения процессов ХВЭ, как правило, короткоживущие частицы находятся в весьма низких концентрациях, недоступных для прямого наблюдения, поэтому были разработаны импульсные методы. Они заключаются в том, что за время, которое существенно меньше времени жизни изучаемой частицы, в систему подается количество энергии, которое генерирует такую концентрацию короткоживущей частицы, чтобы можно было наблюдать ее экспериментально быстрыми физическими методами исследования, например с помощью абсорбционной спектроскопии, люминесценции, комбинационного рассеяния, вольтамперометрии, кондуктометрии, ЭПР и др. Комбинации этих методов и условий проведения процесса позволяет определять такие физико-химические характеристики короткоживущих частиц, как молярный коэффициент поглощения, энергетический и квантовый выходы, времена жизни и константы скорости реакций, константы равновесия, окислительно-восстановительные потенциалы, подвижности в электрическом поле, знак и величину заряда частиц и др. Импульсные методы возбуждения действием света описаны в [172—174], ионизирующего излучения в [175, 176], электрического разряда в [177, 178]. Рассмотрим методы нахождения констант скорости реакций в импульсных условиях при воздействии импульсов света. Следует отметить, что при сложной кинетике для уточнения и нахождения констант скорости реакций целесообразно использовать математическое моделирование (см. разд. 3.10 и 3.12). [c.156]

Для многих конкретных систем, в частности лазеров, широко применяется математическое моделирование происходящих в них процессов. Важнейшим принципом построения таких моделей является их разбиение на относительно независимые блоки (модули). Так для лазеров обычно рассматриваются процесс создания неравновесности, кинетика активной среды и динамика излучения. Модель кинетических процессов также разбивается на отдельные блоки поступательное движение, вращательное, колебательное, электронная молекулярная кинетика, атомно-молекулярная (процессы с участием свободных атомов и радикалов), ионно-молекулярная, химическая, гетерогенная, кластерная. Для каждого из этих модулей имеется своя специфика, свои методы, свои характерные скорости процессов. Задачи моделирования, с одной стороны, связаны с разработкой конкретных модулей (в том числе получение характерных констант, анализ приближений), а с другой — с построением общей модели на основе той или иной физической картины (включающей набор блоков, методику их взаимосвязи, привязку параметров). [c.236]

С помощью обратных задач проводится идентификация и уточнение математических моделей теплообмена в технических системах. Например, если рассматривается некоторый отсек космического аппарата, то его тепловой режим зависит от интегральных коэффициентов погло щения А и излучения е внешней поверхности, коэффициентов теплообмена между вьщеленными элементами отсека, их объемных теплоемкостей. В процессе теплового моделирования возникает задача определения эффективных (наиболее соответствующих выбранной тепловой [c.26]

Метод электрического моделирования был использован выше применительно к процессам теплопроводности ( 3-12). Существует также аналогия между переносом энергии излучением и переносом заряда в электрической цепи. Сходство математических описаний для указанных процессов позволяет получить практическое осуществление аналогии для различных задач лучистого теплообмена. [c.420]

Нормализация данных. Важной характеристикой алгоритма ЛА является автоматическая нормализация данных при формировании изображений полиномиальных коэффициентов порядка выше Jo-Ha рис. 5.11 приведены результаты логарифмической аппроксимации данных, полученных при моделировании процесса ТК иконы на дереве (См. цветную вкладку). Красная зона на поверхности образца моделирует двойной уровень поглощения излучения нагрева по сравнению с черной зоной (рис. 5.11, а). Шесть дефектов расположены на двух глубинах 1 и 2 мм. Интерпретация результатов контроля таких изделий затруднительна вследствие "пятнистого" характера термограмм. В частности, изображение коэффициента Ао (рис. 5.11, б) сохраняет все особенниости исходных термограмм, тогда как изображение Al выравнивает амплитуды сигнала [c.153]

Для априорной оценки возможности выявления конкретных дефектов в средах с известными свойствами, как правило, производят математическое моделирование процесса взаимодействия СВЧ-излучения со средой. При этом радиодефектоскоп, контролируемое изделие, окружающая среда рассматриваются как единая система. Составляя математическую модель системы, необходимо учитывать свойства среды и материала изделия, их распределение в трех направлениях, характер и свойства дефекта. [c.439]

Широкое применение трибутилфосфата (ТБФ) в качестве экстрагента в процессах выделения ядерного горючего [137] обусловило проведение ряда работ по исследова нию действия внешнего излучения на ТБФ с целью моделирования собственного излучения активных растворов [138—141]. Радиационнохимические выходы некоторых продуктов радиолиза эвакуированного ТБФ представлены в табл. 36. [c.215]

Для моделирования процесса горения в целом необходимо выдерживать одновременно большое количество -критериев подобия Rв, ЗШ, Во, Ви, Агп и др.), чего невозможно достигнуть при холодном моделировании, хотя попытки в этом направлении и делались. Холодное моделирование может дать картину, сравнительно близкую к действн тельности, для процессов до начала горения и после его завершения, когда изменения концентраций и температуры определяются только процессами диффузии, теплопроводности и гидродинамики. Необходимо заметить, что и последняя стадия процесса (после горения) не может быть точно смоделирована при значительной роли теплопередачи излучением. [c.85]

Процесс генерации лазером когерентного электромагнитного излучения является одним из наиболее интересных явлений в квантовой оптике. Хорошо известно /8/, что возникновение генерации в лазере является фазовым переходом в системе атомы и поле. В теории лазерного излучения существуют квазиклассический /23, 24/ и квантовый /25/ подходы. Согласно квазиклассической теории поле лазерного излучения предполагается классическим, а атомы активной среды рассматриваются квантовомеханически. В квантовой теории описание перехода проводится на основе уравнения для матрицы плотности излучения. Аналитические исследования статистики лазерного излучения проводились как вблизи порога возникновения генерации, так и вдали от него, т.е. там, где удается провести линеаризацию задачи. Подробный обзор этих работ содержится в /25, 26/. Численное моделирование процесса перехода через порог генерации и сравнение с экспериментом имеется в /28-30/. В данной главе, используя развитый аппарат теории функций Грина, удается получить аналитические результаты, справедливые при всех значениях параметра накачки. В частности получена корреляционная функция флyктyaц tй интенсивности излучения и ее спектральная ширина. В квантовой теории лазера с помощью разработанного в первой главе метода КФР проанализирована неравновесная статистика фотонов, описывающая процесс возникновения генерации, найдено его характерное время. Из анализа уравнений для недиагональных элементов матрицы плотности получена формула для ширины линии генерации в зависимости от коэффициентов усиления, насыщения и потерь. [c.156]

Рассмотрены особенности теплового и гидравлического моделирования ко.т1ьце-вых печей. Подобие процесса тепяопереяачн излучением основано на равеистве удельных тепловых потоков а единицу поверхности угольной загрузки и постоян--стве критерия Больцмана. Рассчитана модель действующей устаноаки, [c.159]

Механизм Р.-х. р. Теоретич. рассмотрение взаимод. излучения с в-вом, диссипации поглощенной энергии с учетом электрич. релаксации, а также их мат. моделирование показали, что длительность этих процессов составляет не более 10" -10" . Эксперим. данные о диффузии образовавшихся частиц и кинетике хим. р-ций с их участием, полученные методом импульсного радиолиза, позволяют вьщелить процессы, длительность к-рых превышает 10 с. В табл. сопоставлены времена процессов, составляющих Р.-х. р. Условно различают неск. последоват. стадий взаимод. излучения с в-вом физическую (процессы продолжительностью [c.152]

Процесс компьютерного моделирования проводился с использованием следующей модели УМЗ поликристалла. Поликристалл состоял из 361 зерна, каждое из которых было заданным образом ориентировано в пространстве. Каждое зерно имело форму прямоугольного параллелепипеда с одинаковой длиной ребер, варьировавшейся от 4 до 50 параметров кристаллической решетки. Ребра параллелепипеда совпадали с направлениями [100], [010] и [001] в кристаллической решетке. Тип кристаллической решетки — ГЦК. Параметр кристаллической решетки соответствовал табличному значению для чистой Си и равнялся 3,615 А. Длина волны рентгеновского излучения равнялась 1,54178 А и соответствовала СиК а, излучению. Интенсивность рентгеновских лучей, рассеянных поликристаллом, находили как сумму интенсивностей, полученных в результате рассеяния рентгеновских лучей отдельными зернами. При этом учитьшали ослабление интенсивности, связанное с тепловыми колебаниями атомов и частичной поляризацией рентгеновских лучей. [c.115]

Учитывая большое разнообразие видов переноса в процессах тепломассообмена (перенос энергии, количества движения, вещества, энергии турбулентных вихрей) и само разнообразие механизмов переноса энергии (электромагнитное излучение, конвекция, теплопроводность, контактная теплопередача), для выработки единых подходов и упрощения построения математических моделей целесообразно применить положения обобщенного термодинамического подхода, в общих чертах сформулированного в работах Б. Н. Петрова [5.31]. Для обьектов с сосредоточенными параметрами развитие этого метода проведено в работах В. Б. Яковлева [5.32]. Применительно к объектам с распределенными параметрами принципы обобщенного термодинамического подхода сформулированы В. Г. Лисиенко [5.22]. При таком подходе удается найти общность в написании основных уравнений для моделей различных видов переноса вещества и энергии, основываясь на известном принципе аналогии. Тем самым существенно облегчается и ускоряется процедура поиска технологии и структуры математических моделей самых различных процессов, и особенно создаются предпосылки для создания одного из самых современных методов расчета процессов тепломассообмена — динамического зонально-узлового метода (ДЗУ-метода), в котором органически сочетается детализированное моделирование в динамике всех видов теплопереноса с синхронным расчетом газодинамики процессов (см. п. 5.5). [c.411]

Книга посвящена физике и химии процессов и принципам моделирования газовых разрядов различного типа, а также методам расчета устойчивых и оптимизированных генератор эв низкотемпературной плазмы (постоянного тока, высокочастотных и сверхвысокочастотных). Рассмотрены методы расчета стабилизированных электрических дуг с учетом переноса излучения и разрыва температур компонент плазмы, влияние нелинейных свойств плазмы на параметры стол5а дуги, турбулентная модель дуги постоянного тока, а также вопросы обобщения характеристик электрических дуг. Специальные разделы посвящены контрагированному индукционному разряду и СВЧ-генераторам плазмы. [c.2]

Вклад расчетных методов в математическое моделирование горения еще не вполне достаточен, так как требования конструкторов увеличить расчетную точность и уменьшить затраты постоянно растут. Таким образом, видимо, пройдет еще много лет, прежде чем появятся расчетные модели, которые будут описывать полностью процессы впрыскивания топлива и гореиня в дизельном двигателе. На пути к этому имеются следующие препятствия трехмерность протекания процесса в пространстве границы области, в которой происходит реакция, циклически изменяются во времени нестационарногть наличие двух фаз жидкой (топлива) и газообразной (воздуха и продуктов сгорания) турбулентность множество химических реакций отвод тепла в стенки конвекцией и излучением. [c.16]

В учебнике излагается биофизическая сущность организации и функционирования биологических объектов на клеточном, тканевом уровнях, на уровне органов и организма в целом. Раскрывается природа ионного обмена, биоэлектрогенеза, биомеханики мышечного сокращения и системы кровообращения. Большое внимание уделено методам моделирования биологических процессов. Рассмотрены проблемы взаимодействия биосферы и физических полей окружающего мира. Обсуждаются проблемы собственных излучений организма человека. Прилагаются типовые тесты по каждой главе учебника. Данному учебнику предшествовали два издания учебного пособия этих же авторов. [c.2]

Рис. 7.5. (а) Фронт (внутренней волны) Пуанкаре, наблюдавшийся в озере Онтарио вслед за штормом 9 августа 1972 г. Линии показывают глубину тер-моклина, определенную по изотерме 10°. Времена начала и конца каждого разреза показаны. Из первого разреза видно сильное опускание, вызванное прохождением шторма. Последующие разрезы показывают процесс геострофического приспособления с излучением волн Пуанкаре, (б) Результаты моделирования этого явления [726] на нелинейной двухуровневой модели. Диаграммы взяты из [726, 729] и могут быть сравнены с решением, показанным на рис. 7.3 для очень простого начального условия. [c.250]

Константа скорости кз с хорошей точностью измерена в той же работе, а была недавно определена (табл. II в [103]) следовательно, с помощью математического моделирования из наблюдаемой скорости образования КН можно получить величину к. Основной задачей работы [84] было измерение констант скорости к2 и кг поэтому только при одной температуре Т = 2800 К был выполнен кинетический анализ для получения к. Значение 1 = 3,9-10 см /(моль-с) из [84] хорошо согласуется с данными Дава и Нипа (25), и мы считаем их надежнее более ранних результатов определения кх [83], полученных при использовании другого способа калибровки канала излучения КН. Погрешность определения константы скорости к зависит главным образом от калибровки системы регистрации излучения КН и возможного влияния вторичных процессов, и мы оцениваем ее как множитель 3. [c.347]