СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

Способ определения комплекса теплофизических свойств твердых материалов, включающий тепловое импульсное воздействие на плоскую поверхность исследуемого образца, измерение избыточной температуры на плоской поверхности образца с момента подачи теплового импульса в одной точке в заданном интервале времени, отличающийся тем, что тепловое импульсное воздействие на плоскую поверхность образца осуществляют лучистым тепловым потоком известной плотности и длительности, а измерение избыточной температуры с момента подачи теплового импульса проводят в центральной части нагреваемой поверхности образца, при этом регистрируют значение максимальной избыточной температуры и время ее достижения, используя математическую модель прямой задачи теплопроводности на основе метода конечных разностей, применяют промежуточную сеточную функцию источника нагрева излучением и конвективного теплообмена:
*
, при τ≤τ;
*
, при τ>τ;
при , ;
сеточную функцию, учитывающую теплоперенос по всему объему образца:
,
при , , ;
для учета нелинейной зависимости теплофизических свойств материала от температуры используют кусочно-линейные функции:
1
2
решают обратную коэффициентную задачу теплопроводности вариационным методом на интервале наблюдения избыточной температуры [τ,τ] при выборе параметра регуляризации по невязке:
,
искомые теплофизические свойства а, λ находят из минимума функции ,
где  - сеточная функция;
T - избыточная температура, регистрируемая в эксперименте;
- избыточная температура, рассчитанная математической моделью;
mах
Т - максимальное значение избыточной температуры, регистрируемое в эксперименте;
max
- максимальное значение избыточной температуры, рассчитанное математической моделью;
1
1
Т - избыточная температура, регистрируемая в момент времени τ;
2
2
T - избыточная температура, регистрируемая в момент времени τ;
max
max
τ - момент времени регистрации избыточной температуры T;
max
mах
- момент времени, рассчитанный математической моделью и соответствующий температуре ;
- температуропроводность;
λ -теплопроводность;
m - номер отсчета по координате х, ;
n - номер отсчета по координате у, ;
р - номер отсчета по координате z, ;
x, у, z - оси правой декартовой прямоугольной системы координат;
k - номер отсчета по времени;
h - шаг сетки по расстоянию;
Δτ - шаг сетки по времени;
q - плотность теплового потока;
α - коэффициент теплоотдачи;
, ,  - линейные коэффициенты зависимости температуропроводности от температуры;
1λ
2λ
3λ
К, К, К - линейные коэффициенты зависимости теплопроводности от температуры;
τ - текущее время, отсчитываемое от момента подачи импульса;
*
τ - длительность теплового импульса;
1
2
ξ, ξ - параметры регуляризации;
J - функционал невязки.